深圳大学 电子与信息工程学院, 广东 深圳 518061
目前逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)已经成为低功耗数模混合集成电路中模数转换器的首选架构, 其中的核心模块-高性能比较器的功耗大小直接决定了SAR ADC的整体功耗。文章从低功耗SAR ADC系统出发, 聚焦高性能低功耗电压域和时间域比较器的发展历程与最新研究进展, 总结了通过优化SAR逻辑实现低功耗比较器的技术方法。该综述为数模混合电路设计者了解并掌握SAR ADC中高性能低功耗比较器技术提供有力参考。
逐次逼近 模数转换器 低功耗 数模混合集成电路 比较器 successive approximation analog-to-digital converter low power digital and analog hybrid integrated circuit comparator
1 河北工业大学 电子信息工程学院, 天津 300130
2 天津市电子材料与器件重点实验室, 天津 300130
钴(Co)具有较低的电阻率、良好的热稳定性、与铜(Cu)粘附性好等优点, 可以替代钽(Ta)成为14 nm以下技术节点集成电路(IC) Cu互连结构的新型阻挡层材料。化学机械抛光(CMP)是唯一可以实现Cu互连局部和全局平坦化的方法, 也是决定Co基Cu互连IC可靠性的关键技术。柠檬酸含有羟基, 在电离后对金属离子有较强的络合作用, 成为Co基Cu互连CMP及后清洗中的主要络合剂。文章评述了柠檬酸在Cu互连CMP及后清洗中的应用和研究进展, 包括柠檬酸对Cu/Co去除速率选择比、Co的表面形貌以及Co CMP后清洗中Co表面残留去除等方面的影响, 并展望了络合剂及Cu互连阻挡层CMP的发展趋势。
柠檬酸 铜互连 钴阻挡层 化学机械抛光 化学机械抛光后清洗 络合剂 citric acid copper interconnect cobalt barrier layer chemical mechanical polishing post CMP cleaning complexing agent
模拟集成电路国家级重点实验室, 重庆 400060
全面综述了硅基超薄柔性芯片在单轴弯曲应力下的力学和电学特性研究进展, 包括弯曲形变的测试方法及应力计算公式, 弯曲应力对器件及单元电路响应特性的影响, 以及考虑应力效应的器件建模方法。弯曲应力会导致MOSFET的迁移率、阈值电压、漏极电流等关键电参数发生变化, 且变化率与所施加的应力大小和方向均密切相关。将器件电学参数随应力变化的数学关系与常规的器件模型相结合, 可得到适用于柔性可弯曲器件的紧凑模型, 从而使下一代计算机辅助设计工具能够满足未来高性能柔性芯片的设计需求。
超薄柔性芯片 弯曲应力效应 压阻系数 器件建模 ultrathin flexible chip bending stress effect MOSFET MOSFET piezoresistive coefficient device modelling
1 中科渝芯电子有限公司, 重庆 400060
2 集成电路与微系统全国重点实验室, 重庆 400060
3 中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
相比于硅, SiC材料因具有宽禁带、高导热率、高击穿电压、高电子饱和漂移速率等优点而在耐高温、耐高压、耐大电流的高频大功率器件中得到了广泛应用。传统的引线键合是功率器件最常用的互连形式之一。然而, 引线键合固有的寄生电感和散热问题严重限制了SiC功率器件的性能。文章首先介绍了硅功率器件的低寄生电感和高效冷却互连技术, 然后对SiC功率器件互连技术的研究进行了综述。最后, 总结了SiC功率器件互连技术面临的挑战。
碳化硅 功率器件 封装 硅材料 SiC power device packaging Si material
1 北京化工大学 信息科学与技术学院, 北京 100029
2 汉威科技集团股份有限公司, 郑州 450001
电阻型MEMS半导体气体传感器在环境空气质量监测和有毒有害气体检测等领域得到了广泛应用, 但是受限于功耗较高的原因, 这类传感器难以广泛应用于便携式气体检测系统。文章综述了近年来低功耗电阻型MEMS半导体气体传感器的研究进展, 分别从气敏材料、传感器结构和传感器模组的集成电路等方面探讨如何实现低功耗的电阻型MEMS半导体气体传感器的制备, 并展望低功耗的电阻型MEMS半导体气体传感器未来的发展方向。
低功耗 微机电系统 半导体气体传感器 脉冲工作模式 low power micro-electro-mechanical system semiconductor gas sensor pulse operation mode
1 厦门理工学院 光电与通信工程学院, 福建 厦门 361024
2 北京大学 电子学院 碳基电子学研究中心, 北京 100871
随着红外技术和探测器性能的进步, 中波和短波红外技术在恶劣天气中具有更优秀的成像性能, 在民用、**和航空航天等领域中得到了越来越广泛的应用。读出电路作为连接探测器阵列与后级图像处理电路的关键模块, 其性能对中短波红外相机系统性能具有重要影响, 决定了最终的成像质量。文章综述了中短波红外图像传感器读出电路的发展现状, 分析了读出电路中噪声、动态范围、帧频等问题, 重点探讨了针对以上问题的解决方案。最后对读出电路未来设计的改进方向进行了讨论。
中/短波红外 图像传感器 读出电路 动态范围 MW/SWIR image sensor ROIC dynamic range
1 集成电路与微系统全国重点实验室, 重庆 400060
2 中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
柔性电子技术在近些年得到了快速发展, 越来越多的柔性电子系统需要柔性、高性能的集成电路来实现数据处理和通信。通过减薄硅基芯片可以获得高性能的柔性集成电路, 但是硅基芯片减薄之后的性能有可能发生变化, 并且在制备、转移、封装的过程中极易产生缺陷或者破碎, 导致芯片性能退化甚至失效。因此, 超薄硅基芯片的制备工艺和柔性封装技术对于制备高可靠性的柔性硅基芯片十分关键。在此背景下, 文章综述了柔性硅基芯片的力学和电学特性研究进展, 介绍了几种超薄硅基芯片的减薄工艺和柔性封装前沿技术, 并对超薄硅基芯片在柔性电子领域的应用和发展进行了总结和展望, 为柔性硅基芯片技术的进一步研究提供参考。
柔性电子 超薄芯片 芯片减薄 柔性封装 flexible electronic ultra-thin chip chip thinning flexible packaging
南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210023
收集足部运动所产生的各种机械能并转换为电能的鞋式能量收集器, 在可穿戴式微型传感器中具有巨大的应用前景, 受到了国内外研究人员的广泛关注。文章系统调研了国内外鞋式能量收集器的研究进展。根据足部运动产生的不同的激励, 将鞋式能量收集器分为直接加载型和惯性激励型两大类。重点分析了这两类能量收集器的结构、工作原理及其优缺点, 并总结了鞋式能量收集器的发展趋势。
能量收集 足部运动 直接加载型 惯性激励型 energy harvesting foot movement direct loading type inertial excitation type
中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
电磁屏蔽材料能够限制电磁能量的传递、规避电磁干扰以及降低泄密风险, 在**和民用领域的应用日益增长。石墨烯有着独特的二维结构及优异的物理化学特性, 正适用于当下快速发展的柔性电子器件。文章基于电磁屏蔽基本理论, 按照纯石墨烯薄膜和石墨烯基复合薄膜的分类, 着眼于设计思路和制备方法, 综述了近年来石墨烯基电磁屏蔽薄膜材料的研究进展, 并针对应用需求, 对其发展前景进行展望。
石墨烯 电磁屏蔽 可靠性 轻质宽频 grapheme electromagnetic shielding reliability lightweight broadband
1 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210023
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 210023
应用日益广泛的可穿戴设备要求其中的传感器件可拉伸、可弯曲，因此柔性传感器已受到人们的重视。文章对柔性压力传感器的微结构、材料、制备工艺等方面进行了综述，重点总结了现阶段柔性传感器所采用的各种结构，比较了天然微结构、仿生表面微结构、多孔结构、多级结构、多层结构柔性压力传感器的重要性能。介绍了目前常用的柔性基底材料和导电活性材料，对比了光刻技术、3D打印等制造工艺的优缺点，对柔性压力传感器的未来研究方向进行了展望。文章对相关柔性器件的研究具有较高的理论价值和工程参考意义。
柔性压力传感器 微结构 柔性基底材料 3D打印 flexible pressure sensor microstructure flexible substrate material 3D printing
