1 南京大学 产业技术研究苏州总院, 江苏 苏州 215000
2 南京大学 金陵学院, 南京 210094
3 上海航天电子技术研究所, 上海 201109
4 上海航天控制技术研究所, 上海 201109
光敏晶体管是空间飞行器光电编码器中的重要组成部分, 对空间高能质子引起的位移损伤效应较为敏感。文章通过试验获得了光敏管的核心参数输出电流与质子能量、位移损伤剂量、工作状态、屏蔽材料的关系。在50、60、70、92 MeV四种能量的质子辐照下, 器件输出电流及光电转换效率最大下降80%。晶体管内部光敏二极管初始光电流的下降和晶体管电流增益的下降共同作用造成了输出电流随位移损伤剂量的增加不断衰减。不锈钢和三明治屏蔽结构对60 MeV能量质子几乎没有遮挡效果。通过提高输入光照强度, 增大初始光电流, 可以降低位移损伤效应的影响。另外, 采用PIN型光电二极管, 增大耗尽区面积, 也是可行的加固方法之一。
光敏晶体管 高能质子 位移损伤效应 非电离能损 phototransistor high energy proton displacement damage effect non-ionizing energy loss
1 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210003
2 南京邮电大学 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室, 南京 210003
随着制造工艺的不断演进、电路规模的不断增大, 集成电路逐渐进入后摩尔时代。如何准确快速地进行寄生电容参数提取, 对于保证设计质量、减少成本和缩短设计周期变得越来越重要。文章提出了一种基于分段预留法的二维电容提取技术, 该技术基于改进的有限差分法, 采用非均匀网格划分和求解不对称系数矩阵方程, 模拟互连结构横截面, 可以高效计算出主导体的单位长度总电容以及主导体和相邻导体之间的单位长度耦和电容。为了验证提出方法的准确性和有效性, 进行了一系列验证实验。实验结果表明, 提出的互连线二维电容提取技术在寄生电容计算精度上平均提高了140倍, 运行时间平均缩了10%。
有限差分法 不对称系数矩阵 分段预留 寄生电容 FDM asymmetric coefficient matrix segment reservation parasitic capacitance
1 中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060
2 重庆中科渝芯电子有限公司, 重庆 400000
瞬态电压抑制器(TVS)是一种二极管形式的接口保护器件, 其中低压TVS通常由低阻外延层和其表面的高浓度掺杂区构成。在芯片制造工艺过程中, 圆片的表面掺杂浓度对器件特性有很大的影响, 非正常的杂质扩散变化极易导致器件参数异常。文章就某低压TVS制造过程中出现的参数异常进行了排查, 确认异常原因为表面掺杂浓度过高, 并就表面掺杂浓度与器件参数的变化趋势进行了分析, 并通过实验得到验证。
瞬态电压抑制器 表面浓度 掺杂 TVS surface concentration doping
宁朝东 1,2,3湛永鑫 1,2,3吴倩楠 2,3,4王俊强 1,2,3李孟委 1,2,3
1 中北大学 仪器与电子学院, 太原 030051
2 中北大学 前沿交叉科学研究院, 太原 030051
3 中北大学 微系统集成研究中心, 太原 030051
4 中北大学 理学院, 太原 030051
针对单刀多掷开关(SPMT)在相控阵雷达、宽带收发器中用于切换滤波器和传输线时需要满足宽频带、高隔离度的性能需求, 设计了一种宽频带、高隔离度的MEMS单刀三掷开关(SP3T)。通过ANSYS电磁仿真软件中的HFSS模块对MEMS SP3T开关进行优化, 利用COMSOL软件对上电极的机械性能进行仿真。仿真结果表明, 所设计的MEMS SP3T开关可工作在1~90 GHz的频带内, 且插入损耗小于1 dB@90 GHz, 隔离度大于35 dB@90 GHz, 其整体体积约为075 mm3。
宽频带 高隔离度 broadband high isolation MEMS MEMS SP3T SP3T
1 中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
2 重庆中科渝芯电子有限公司, 重庆 401332
3 模拟集成电路国家级重点实验室, 重庆 400060
提出了一种适用于环形栅LDMOS器件的子电路宏模型。基于对环形栅LDMOS器件结构的分析, 将环形栅LDMOS器件分为两个部分, 一个是中间的条形栅MOS部分, 使用常规的高压MOS模型; 另一个是端头部分, 为一个圆环形栅极MOS器件, 采用了一个单独的模型。基于40 V BCD工艺的N沟道LDMOS器件进行模型提取与验证。结果表明, 建立的宏模型具有较强的几何尺寸缩放功能, 对于不同尺寸的器件都具有较高的拟合精度, 并且模型能够兼容当前主要的商用电路仿真器Hspice和Spectre。
环形栅 宏模型 BCD工艺 annular gate LDMOS LDMOS macro model BCD process
北京智慧能源研究院 先进输变电技术国家重点实验室, 北京 102200
介绍了一种在JFET区域采用浅槽N型重掺杂降低器件比导通电阻与开启损耗的1 200 V碳化硅平面栅MOSFET器件。采用浅槽结构设计, 减小了器件栅源电容CGS及栅漏电容与栅源电容比值CGD/CGS, 降低了器件的开启损耗。浅槽下方采用的N型重掺杂使得器件反型层沟道压降明显提高, 使器件获得了更低的比导通电阻。仿真结果表明, 相比于平面栅MOSFET器件, 开启损耗降低了20%; 相比于平面栅MOSFET与分裂栅MOSFET, 器件比导通电阻分别减小了14%和17%。
Miller 电容 分裂栅 MOSFET 4H-SiC MOSFET 4H-SiC MOSFET, Miller capacitance, split gate MOSF
1 国网浙江省电力有限公司 宁波供电公司, 浙江 宁波 315012
2 宁波送变电建设有限公司, 浙江 宁波 315000
3 宁波送变电建设有限公司 运维分公司, 浙江 宁波 315032
4 南京元感微电子有限公司, 南京 211100
为了改善微弱压力传感器的灵敏度, 利用微结构来产生压阻效应的方法, 制备出一种性能优异的压力传感器。研究了三种不同结构的石墨烯压力传感器, 并设计和研究了石墨烯压力传感器的版图结构、工艺制备流程和材料表征。最后, 对三种不同结构的石墨烯压力传感器进行了灵敏度测试。实验结果表明, 网状结构的石墨烯压力传感器具有较高的灵敏度, 在低压强下(0~200 Pa)的灵敏度可达到0303 kPa-1, 最低可检测到245 Pa的压强。该网状结构的石墨烯压力传感器是一种可以感知微弱压力变化的高性能压力传感器。
石墨烯 压力传感器 网状结构 灵敏度 graphene, pressure sensor, mesh structure, sensiti
为了降低沟槽MOSFET器件导通电阻, 提出了在传统沟槽MOSFET器件体区注入N型杂质的方案, 优化了体区杂质浓度分布, 从而降低导通电阻。经仿真验证, 选择N+源区注入后注入砷, 在能量为300 keV, 剂量为7×1012 cm-2条件下, 特征导通电阻能降低13%, 阈值电压降低218%; 选择接触孔刻蚀后注入磷, 在能量为100 keV, 剂量为4×1012 cm-2条件下, 特征导通电阻降低43%, 阈值电压几乎不变。
沟槽MOSFET 磷砷注入 耐压 阈值电压 导通电阻 trench MOSFET phosphorus and arsenic injection break voltage threshold voltage on-resistance
为了进一步提升P-GaN 栅HEMT器件的阈值电压和击穿电压, 提出了一种具有P-GaN栅结合混合掺杂帽层结构的氮化镓高电子迁移率晶体管(HEMT)。新器件利用混合掺杂帽层结构, 调节整体极化效应, 可以进一步耗尽混合帽层下方沟道区域的二维电子气, 提升阈值电压。在反向阻断状态下, 混合帽层可以调节栅极右侧电场分布, 改善栅边电场集中现象, 提高器件的击穿电压。利用Sentaurus TCAD进行仿真, 对比普通P-GaN栅增强型器件, 结果显示, 新型结构器件击穿电压由593 V提升至733 V, 增幅达24%, 阈值电压由0509 V提升至1323 V。
氮化镓高电子迁移率晶体管 增强型 击穿电压 混合帽层 GaN HEMT enhancement-mode breakdown voltage hybrid cap layer
1 中北大学 仪器与电子学院， 太原 030051
2 中北大学 前沿交叉科学研究院， 太原 030051
3 中北大学 微系统集成研究中心， 太原 030051
4 中北大学 理学院， 太原 030051
针对目前L波段滤波器体积大、群延时高、损耗大等问题，提出了一种L波段多层低群延时滤波器。通过选取高硅基作为衬底材料，采用多层交指结构的谐振器来降低带内群延时，减小体积。利用HFSS软件对滤波器展开建模与仿真。通过调整谐振器的参数，得到最佳设计方案。仿真结果表明，该滤波器的中心频率为1.5 GHz，带内插入损耗小于1.2 dB，带内群延时波动小于500 ps，在中心频率左右0.3 GHz处的带外抑制达到50 dB，滤波器尺寸较小，为8 mm×7 mm×1.5 mm。
滤波器 低群延时 多层交指结构 中心频率 filter low group delay MEMS MEMS multilayer interfingering structure center frequency
