期刊基本信息
创刊:
1971年 • 双月刊
名称:
微电子学
英文:
Microelectronics
主管单位:
中电科技集团重庆声光电有限公司 科技市场部
主办单位:
四川固体电路研究所
出版单位:
《微电子学》编辑部
主编:
付晓君
执行主编:
武俊齐
ISSN:
1004-3365
刊号:
CN50-1090/TN
电话:
023-62834360
邮箱:
地址:
重庆市南坪花园路14号
邮编:
400060
定价:
30元/本

本期栏目 2022, 52(1)

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微电子学 第52卷 第1期

作者单位
摘要
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
2 电子科技大学 广东电子信息工程研究院, 广东 东莞 523808
设计了一种基于0.35 μm BCD工艺的高效率Buck变换器电路。电路输入电压为10 V~24 V, 输出电压为5 V~12 V, 最大负载电流为100 mA。采用迟滞控制模式来简化电路结构, 降低静态功耗, 并通过引入睡眠模式来降低Buck变换器的整体功耗, 在Active模式下, 静态电流约为110 μA, 在Sleep模式下, 静态电流约为11 μA。针对轻负载情况下开关损耗占比较大的现象, 针对同步功率管MN设计了浮动栅压电路来减小开关损耗。仿真结果表明, 在10 V输入、5 V输出条件下, 0.1 mA负载以下的效率可达67.7%, 10 mA负载以上的效率均高于91%。
迟滞控制 睡眠模式 同步整流 浮动栅压 hysteresis control sleep mode synchronous rectification floating gate voltage 
微电子学
2022, 52(1): 1
作者单位
摘要
微电子学
2022, 52(1): 1
作者单位
摘要
1 郑州大学 集成电路可靠性设计与静电防护实验室, 郑州 450000
2 西安理工大学 自动化与信息工程学院, 西安 710000
3 长鑫存储技术有限公司, 合肥 230000
提出了一种用于降低触发电压的两级防护SCR(TSPSCR)。在传统LVTSCR中植入P-ESD层, 增设额外的二极管。因为P-ESD层的掺杂浓度较高, 该器件能更早发生雪崩击穿而触发第一级泄流路径, 从而开启第二级泄流路径。Sentaurus TCAD仿真结果表明, 该器件的触发电压从传统器件的10.59 V降低至4.12 V, 维持电压为1.25 V, 1 V直流电压下漏电流仅为7.85 nA。优化后的TSPSCR适用于先进1 V工作电压的电路中。
两级防护 触发电压 漏电流 ESD ESD SCR SCR two-stage-protection trigger voltage leakage current 
微电子学
2022, 52(1): 104
作者单位
摘要
西南交通大学 电子工程系 集成电路设计实验室, 成都 610000
相比于传统VDMOS, 超结耐压层结构和高k介质耐压层结构VDMOS能实现更高的击穿电压和更低的导通电阻。通过仿真软件, 对3D圆柱形高k VDMOS具有、不具有界面电荷下的各种结构参数对电场分布、击穿电压和比导通电阻的影响进行了系统总结。研究和定性分析了击穿电压和比导通电阻随参数的变化趋势及其原因。对比导通电阻和击穿电压的折中关系进行了优化。该项研究对高k VDMOS的设计具有参考价值。
高介电常数耐压层 界面电荷 击穿电压 比导通电阻 high k voltage sustaining layer interface charge breakdown voltage specific on-resistance 
微电子学
2022, 52(1): 109
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 微电子学院, 西安 710071
2 西安理工大学 自动化与信息工程学院, 西安 710048
基于硅通孔(TSV)技术, 提出了应用于三维集成电路的三维螺旋电感。在实际应用中, TSV电感存在电场、温度场和力场之间的相互耦合, 最终会影响TSV电感的实际电学性能。考虑P型和N型两种硅衬底材料, 采用COMSOL仿真软件, 对TSV电感进行多物理场耦合研究。结果表明, 在P型硅衬底情况下, 多物理场耦合的影响更大, TSV电感的电感值和品质因数的变化率可达14.13%和5.91%。
硅通孔 多物理场 三维集成电路 through-silicon via multi-physical field COMSOL COMSOL three dimensional IC 
微电子学
2022, 52(1): 115
作者单位
摘要
西南交通大学 微电子研究所, 成都 611756
基于TSMC 28 nm CMOS工艺设计了一个伪差分结构的低压低功耗CMOS环形振荡器。电路包括偏置电路、环形振荡器和输出缓冲器。伪差分环形振荡器有五级延迟单元, 延迟单元采用Maneatis对称负载。在Cadence Spectre上进行前仿真。结果表明, VCO工作在0.9 V电源电压下时, 其频率调谐范围为0.65 GHz~4.12 GHz。在3.6 GHz以下频率范围内具有很好的调谐线性度。中心频率约为2.3 GHz时, 其相位噪声为-79.06 dBc/Hz@1 MHz。输出缓冲电路能够实现轨对轨的输出摆幅, 输出占空比可优化至50%。环形振荡器的功耗约为5.7 mW。
低压低功耗 伪差分 压控振荡器 对称负载 调谐范围 low-voltage low-power pseudo-differential VCO symmetrical load tuning range 
微电子学
2022, 52(1): 12
作者单位
摘要
郑州大学 信息工程学院, 郑州 450000
传统低压触发可控硅(LVTSCR)维持电压过低, 应用于片上ESD防护时存在闩锁风险。文章提出了一种嵌入分流路径的LVTSCR。基于0.18 μm CMOS工艺, 使用Sentaurus-TCAD软件模拟人体模型, 对器件准静态特性进行了分析。结果表明, 新型器件在保持触发电压、ESD防护性良好的情况下, 有效提高了维持电压。对关键尺寸D6进行优化, 该器件的维持电压提高到5.5 V以上, 器件可安全应用于5 V电压电路, 避免了闩锁效应。
静电放电 可控硅 维持电压 闩锁 分流 ESD LVTSCR holding voltage latch-up shunt path 
微电子学
2022, 52(1): 120
作者单位
摘要
1 西北大学 信息科学与技术学院, 西安 710127
2 上海精密计量测试研究所, 上海 201109
3 西安电子科技大学 微电子学院, 西安 710071
利用p型宽带隙材料SiC替代p型GaN, 制作了一种p-SiC/n-GaN异质结双漂移(DDR)IMPATT二极管。对器件的交流大信号输出特性进行数值模拟仿真。结果表明, 相比传统GaN单漂移(SDR)IMAPTT二极管, p-SiC/n-GaN新结构DDR器件的击穿电压、最佳负电导、交流功率密度和直流-交流转换效率都获得了显著提高, 器件具有更宽的振荡频带。该器件新结构在交流功率密度方面具有显著的应用潜力, 交流功率密度达到1.97 MW/cm2。该二极管是基于宽带隙半导体材料设计, 这为GaN、SiC材料IMPATT器件的设计与制造提供参考价值。
双漂移 异质结 碳化硅 氮化镓 IMPATT二极管 DDR heterojunction SiC GaN IMPATT diode 
微电子学
2022, 52(1): 125
作者单位
摘要
西南交通大学 微电子研究所, 成都 611756
为获得更高的阈值电压, 提出了一种新型栅下双异质结增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)。使用双异质结电荷控制模型分析了基本机理, 推导了阈值电压表达式。仿真结果表明, 器件阈值电压与调制层Al组分呈线性关系。当调制层Al组分小于势垒层时, 阈值电压增大, 反之减小。调制层厚度可加大这种调制作用。当调制层Al组分为0%、厚度为112 nm时, 器件具有2.13 V的阈值电压和1.66 mΩ·cm2的比导通电阻。相对于常规凹槽栅结构, 新结构的阈值电压提高了173%。
增强型 高电子迁移率晶体管 阈值电压 双异质结 电荷控制模型 enhancement-mode HEMT threshold voltage double heterojunction charge control model 
微电子学
2022, 52(1): 132
作者单位
摘要
中山大学 电子与信息工程学院, 广州 510006
目前已有一些在ESD和电磁干扰下存储器行为的表征研究, 但对静态随机存取存储器(SRAM)的连续波抗扰度的频率响应特性的研究很少。文章研究了SRAM在射频电磁干扰下的失效行为与机理。对SRAM芯片进行射频干扰测试发现, SRAM失效行为与其工作模式相关。使用Hspice进行晶体管级仿真。结果表明, SRAM处于数据保持时, 抗扰能力很强, 处于读写模式时, 抗扰能力较弱。进一步研究失效机理发现, 电源端干扰会导致路径延时的漂移和抖动, 造成SRAM读写失效。该研究可为存储器或系统级芯片的可靠性设计提供指导。
静态随机存取存储器 电磁干扰 失效机理 SRAM EMI failure mechanism 
微电子学
2022, 52(1): 139
作者单位
摘要
太原科技大学 应用科学学院, 太原 030024
在芯片紧密度、功耗都在增加的微电子封装领域, FBGA封装在同体积下有较大的存储容量。基于有限元和正交法, 进行了FBGA焊点热循环载荷下的可靠性分析, 并进行了更稳健的焊点结构参数优化设计。结果表明, 焊点阵列对FBGA结构热可靠性有重要影响; 优化方案组合为12×12焊点阵列, 焊点径向尺寸为0.42 mm, 焊点高度为0.38 mm, 焊点间距为0.6 mm。经过优化验证, 该优化方案的等效塑性应变范围较原始设计方案降低了89.92%, 信噪比提高到17.72 dB, 实现了焊点参数优化目标。
FBGA焊点 正交法 有限元 热循环载荷 可靠性 FBGA solder joint orthogonal method finite element thermal cycling load reliability 
微电子学
2022, 52(1): 144
作者单位
摘要
中国辐射防护研究院, 太原 030006
针对核设施机电设备中控制系统存储单元耐辐射可靠性评价的需要, 以国产NOR型Flash存储器为研究对象, 对器件存储阵列浮栅单元的总剂量损伤阈值开展了实验研究。综合利用SMOTE算法和Bootstrap法建立了一种基于极小子样的器件耐辐照可靠性评价方法, 对被测样品校验失效剂量进行了统计分析。实验结果表明, 器件浮栅单元的主要失效模式为浮栅电荷损失造成的阈值电压降低, 平均校验错误剂量为(631.89±103.64)Gy(Si)。统计分析表明, 器件总剂量损伤阈值服从对数正态分布。基于SMOTE-Bootstrap的可靠性评价方法避免了传统Bootstrap再生样本过于集中的问题, 可应用于极小子样的可靠性评价。
总剂量效应 Flash存储器 可靠性分析 极小子样 total ionizing dose effect flash memory reliability analysis extremely small sample size 
微电子学
2022, 52(1): 150
作者单位
摘要
重庆邮电大学 光电工程学院/国际半导体学院, 重庆 400065
基于65 nm CMOS工艺设计了一种可用于脉冲神经网络系统的低功耗、高能效、结构紧凑的突触电路。突触电路采用开关电容电路结构, 直接接收来自神经元电路的脉冲信号, 根据脉冲时间依赖可塑性(STDP)学习规则调节突触权重, 并实现了权重学习窗口的非对称性调节, 使突触电路可以适应不同情况。仿真结果表明, 突触电路耗能约为0.4 pJ/spike。
突触 脉冲神经网络 synapse CMOS CMOS STDP STDP spiking neural network 
微电子学
2022, 52(1): 17
作者单位
摘要
北京工业大学 信息学部 微电子学院, 北京 100124
提出了一种性能多种重构的高频压控有源电感(HFVCAI)。电路主要由第一回转回路、第二回转回路以及调控支路构成, 且第一回转回路和第二回转回路并联, 调控支路与第一回转回路连接, 两个回转回路均配置了外部调控端。通过协同调节3个外部调控端, 可对HFVCAI的性能进行3种重构: 在高频工作区能够对电感值进行大范围调控, 且同时能保持Q值有较大值; 在不同频率下能够同时保持Q峰值和电感值基本不变; 能够实现在对工作频带大范围调控时, 电感值峰值保持基本不变。结果表明, 在5.10~6.60 GHz高频区, 电感值的调控范围大于27 nH, 且Q值可保持大于10; 在4.72 GHz、5.10 GHz和5.46 GHz高频下, 分别取得了1 063、1 053和 1 033 的Q峰值, 变化率仅为2.8%, 且电感值分别为202 nH、198 nH和191 nH, 变化率仅为 5.4 %; 工作频带能在6.02 ~ 7.67 GHz之间调控, 变化率高达27.4 %, 而电感值峰值在404 ~ 395 nH之间变化, 变化率仅为2.2%。
有源电感 多种重构 独立调控 active inductor multiple reconfigurable independent adjustment 
微电子学
2022, 52(1): 22
作者单位
摘要
河南科技大学 电气工程学院, 河南 洛阳 471023
并联电路E类功率放大器(PA)具有结构简单和高效的优点, 因而被广泛应用。针对并联电路E类PA存在带宽较窄、效率较低的问题, 对其输出匹配网络提出了一种改进方案。采用混合式π型结构作为PA的输出匹配网络, 在较宽的工作带宽内完成了最佳阻抗与标准阻抗的转换, 有效地抑制了二次谐波分量, 提高了电路的效率。为了验证所提出理论的有效性, 基于0.25 μm GaN HEMT工艺设计了一种结构简单、高效率和高功率的单片集成E类功率放大器。版图后仿真结果表明, 在2.5~3.7 GHz工作频率范围内, 输出功率大于40 dBm, 功率附加效率为51.8%~63.1%。版图尺寸为2.4 mm×2.9 mm。
宽带匹配网络 E类 高效率 功率放大器 broadband matching network class-E high efficiency power amplifier 
微电子学
2022, 52(1): 28
作者单位
摘要
重庆吉芯科技有限公司, 重庆 401332
介绍了多晶硅电阻非线性度对信号链整体电路性能的影响, 分析了多晶硅电阻非线性产生的原因。提出了衬底电位补偿和组合多晶补偿两种非线性补偿设计方法。采用仿真和测试, 对比了未经补偿、新补偿方法的12位D/A转换器的性能。结果表明, 经过多晶硅电阻补偿和非线性补偿后的D/A转换器达到了更优的线性度。
多晶硅电阻 非线性补偿 自热效应 D/A转换器 polysilicon resistor nonlinear compensation self-heating effect D/A converter 
微电子学
2022, 52(1): 33
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060
采用巧妙的电路结构和模拟信号处理方式, 设计了一种从杂波中提取弱小脉冲信号的电路。首先对输入信号进行饱和放大, 然后分两级进行滤波。将一级滤波输出信号与二级滤波输出信号在比较器中进行比较, 从而产生脉冲信号, 输出脉冲宽度可调。该电路结构简单, 使用元器件较少, 便于小型化。采用厚膜工艺加工制作该电路。结果表明, 该电路的脉冲宽度误差为1.0%, 输出脉冲延迟时间为51 ns。该电路具有检测弱小信号能力强、脉冲宽度变化小、抗干扰强、体积小、功耗低、一致性好等特点, 适用于批量生产。
杂波 脉冲信号 脉冲宽度 clutter pulse signal pulse width 
微电子学
2022, 52(1): 38
作者单位
摘要
1 江南大学 物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
2 中国电子科技集团公司 第五十八研究所, 江苏 无锡 214035
基于传统异步FIFO延迟电路设计了一种延迟可控的异步FIFO电路。该电路在实现数据跨时钟域传输的同时增加了延迟控制模块, 通过调节读指针与写指针的差值实现整数延迟的控制, 通过调节读时钟与写时钟的相位差实现高精度的小数延迟控制。建立VCS验证平台, 进行功能验证。结果表明, 该FIFO电路实现了数据跨时钟域传输和延迟动态控制, 在多芯片同时工作时可用于补偿数据源未对齐引起的输出偏斜。基于180 nm标准CMOS工艺库完成逻辑综合, 读、写时钟频率分别为389 MHz、778 MHz, 占用逻辑资源面积41 071 μm2。
插值率 整数延迟 小数延迟 FIFO FIFO interpolation rate integral delay fractional delay 
微电子学
2022, 52(1): 42
作者单位
摘要
江南大学 电子工程系 物联网技术应用教育部工程研究中心, 江苏 无锡 214122
在非易失性存算芯片(CIM)中, 大规模阵列的栅极等效电容以及远距离传输导线的等效电容严重限制了字线驱动电路(WLDC)的切换速度。非易失性存算器件工作所需的多电压域的压差已远超字线驱动电路中单管耐压范围。文章提出了一种面向存算的高速字线驱动电路, 结合阵列的工作原理, 采取多级预处理电压控制方法, 将多电压域多种高压进行可选择的分级传输, 大幅降低了传播延时。采用箝位分压结构, 降低字线驱动电路中单器件端口压降, 解决了字线驱动电路的耐压与高压切换问题。仿真结果表明, 该电路可将频率为100 MHz的1.2 V低压域输入信号转化为高压域输出电压, 单条高速字线驱动电路的输出电压范围可达-10 V至10 V, 本征延时为1.4 ns; 负载为5 pF时, 传输延时为8.9 ns。
存算 字线驱动电路 高压 高速 CIM word line drive circuit high voltage high speed 
微电子学
2022, 52(1): 47
作者单位
摘要
南京邮电大学 电子与光学工程学院、微电子学院, 南京 210023
基于65 nm CMOS工艺设计了一种56 Gbit/s PAM4 光接收机前端放大电路。前级为差分形式的跨阻放大器, 采用共栅前馈型结构降低输入阻抗, 并在输入端串联电感, 有效提高了跨阻放大器的带宽和灵敏度。后级放大器采用具有线性增益控制的多级级联可变增益放大器, 实现对输出摆幅的自动控制。输出缓冲器采用源极退化技术来拓展带宽。后仿真结果表明, 在100 fF光电二极管的寄生电容条件下, 所设计的光接收机前端电路的-3 dB带宽为24.4 GHz, 最大增益达到66 dBΩ, 等效输入噪声电流为17.0 pA·Hz-1/2。在输入电流变化及不同工艺角下, 输出眼图抖动较小且张开度良好。当电源电压为1.2 V时, 不同工艺角下的平均功耗为42.5 mW。
光接收机前端 跨阻放大器 自动增益控制 可变增益放大器 PAM4 PAM4 optical receiver front-end TIA AGC VGA 
微电子学
2022, 52(1): 52
作者单位
摘要
江苏大学 电气信息工程学院, 江苏 镇江 212013
针对传统三倍频器输出功率和匹配性能差的问题, 基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺, 提出一种用滤波器作为匹配电路的三倍频器。该三倍频器输出匹配性能好、功率损耗小, 提高了三次谐波的输出功率。对晶体管静态特性进行分析, 进一步提升输出功率。流片后的实测结果表明, 在31.5~36 GHz输出频率范围内, 输入功率为0 dBm时, 最大输出功率为-6.2 dBm, 基波抑制比大于12.35 dBc, 二次谐波抑制比大于8.2 dBc。三倍频器的电源电压为1.8 V, 直流功耗为36.9 mW。核心电路面积为0.35 mm2。
倍频器 三倍频器 巴伦 frequency multiplier tripler Balun CMOS CMOS 
微电子学
2022, 52(1): 58
作者单位
摘要
合肥工业大学 微电子设计研究所, 合肥 230601
大整数乘法是密态数据计算中最为耗时的基本运算操作, 提高大数乘法单元的计算速度在全同态加密机器学习等应用中尤为重要。提出了一种输入数据位宽为768 kbit的高速大整数乘法器设计方案, 将核心组件64 k点有限域快速数论变换(NTT)分解成16点NTT实现, 并通过算法分治处理, 细化16点NTT的流水线处理过程。采用加法和移位来实现模减计算单元, 并利用高效的无冲突地址生成算法完成数据交互, 实现大整数乘法的高速化。该乘法器最后被部署在Altera Stratix-V FPGA开发板上, 实验结果表明, 电路工作频率为169.23 MHz, 大整数乘法计算总体耗时0.317 ms。对比现有的硬件设计, 在速度性能上有1.2倍至7.3倍的提升。
高速 流水线 大整数乘法器 high speed pipeline large integer multiplier NTT NTT FPGA FPGA 
微电子学
2022, 52(1): 6
作者单位
摘要
合肥工业大学 微电子学院, 合肥 230000
物理不可克隆函数(PUF)作为一种可有效地应对硬件安全问题的电路结构, 在近些年得到了广泛的关注。环形振荡器(RO) PUF由于不需要完全对称的布线方式, 因此被认为是最理想的PUF结构之一。现有的RO PUF设计愈加复杂且需要“硬宏”来固定电路, 这导致PUF的移植性很差。文章利用FPGA中固有的进位逻辑资源实现RO PUF, 通过将3个进位逻辑中的11个异或门级联, 经配置实现11阶振荡环, 有效解决了可移植性问题, 避免了使用“硬宏”来固定电路。采用Xilinx Spartan-6, 对提出的结构进行实验。实验结果表明, 设计的RO PUF实现了50.65%的均匀性、48.48%的唯一性和1.56%的误码率。该设计方法具有易于实现、资源占用形式单一、无需手动布局布线等特点。
硬件安全 物理不可克隆函数 环形振荡器 进位逻辑 反相器 hardware security physical unclonable function ring oscillator carry logic inverter 
微电子学
2022, 52(1): 65
作者单位
摘要
南京邮电大学 电子与光学工程学院、 微电子学院, 南京 210023
室温下石墨烯具有电子迁移率高、比表面积大、机械强度高、化学稳定性和热稳定性优异、导电性好等独特性能, 是当今最受关注的二维材料之一。与传统无机氧化物材料相比, 石墨烯气体传感器具有工作温度低、能耗小、恢复性高的优点。文章对两种石墨烯气体传感器的研究进展进行了综述。根据气体选择性不同, 将石墨烯气体传感器分为检测CO和CO2气体传感器。分别对其灵敏度、气体响应灵敏度和响应时间等特性进行分析对比。此研究对此类传感器的应用与推广具有一定的指导意义。
石墨烯 气体传感器 吸附能 响应时间 graphene gas sensor adsorption energy response time DFT DFT 
微电子学
2022, 52(1): 71
作者单位
摘要
郑州大学 信息工程学院, 郑州 450000
横向双扩散MOSFET(LDMOS)由于其高击穿电压特性而被认为是适合在高压中应用的防止静电放电(ESD)现象的保护器件。在传统结构中, LDMOS的鲁棒性相对较差, 这是器件自身固有的不均匀导通特性和Kirk效应导致的。可将可控硅整流器(SCR)嵌入到LDMOS结构(即NPN_LDMOS)中。然而, SCR固有的正反馈效应会导致其维持电压较低, 增加了被闩锁的风险。提出了一种基于NPN_LDMOS的新型器件, 可以实现更高的维持电压以及较小的占用面积。基于TCAD进行仿真, 实验结果表明, 在不增加芯片面积的情况下, 器件的维持电压从7.3 V增加到22.5 V。这证明了提出的结构具有出色的抗闩锁能力。
静电放电 维持电压 横向双扩散金属氧化物半导体 闩锁效应 TCAD仿真 ESD holding voltage LDMOS latch-up effect TCAD simulation 
微电子学
2022, 52(1): 77
作者单位
摘要
南京邮电大学 电子与光学工程学院、微电子学院, 南京 210023
为了研究多层石墨烯对声表面波的放大作用, 分析了外加电场下石墨烯载流子的可变电导率, 研究了不同衬底下多层石墨烯声表面波放大器的放大性能。对比研究了ZnO和CdS为衬底的石墨烯声表面波放大器, 分别对其在不同载流子漂移速度下的放大倍数进行了研究。结果表明, 以ZnO为衬底, 载流子漂移速度大于且接近声表面波相速度时, 放大性能是最优的, α可以达到34.92 dB。
声表面波 放大 电导率 多层石墨烯 surface acoustic waves amplification conductivity multi-layer graphene 
微电子学
2022, 52(1): 82
作者单位
摘要
1 电子科技大学 电子科学与工程学院, 成都 610054
2 四川上特科技有限公司, 四川 遂宁 629299
3 四川蓝彩电子科技有限公司, 四川 遂宁 629000
4 四川遂宁市利普芯微电子有限公司, 四川 遂宁 629299
对于工作电压为5 V的集成电路, 低压触发可控硅(LVTSCR)的触发电压已能满足ESD保护要求, 但其较低的维持电压会导致严重的闩锁效应。为解决闩锁问题, 对传统LVTSCR进行了改进, 通过在N阱下方增加一个N型重掺杂埋层, 使器件触发后的电流流通路径发生改变, 降低了衬底内积累的空穴数量, 从而抑制了LVTSCR的电导调制效应, 增加了维持电压。Sentaurus TCAD仿真结果表明, 在不增加额外面积的条件下, 改进的LVTSCR将维持电压从2.44 V提高到5.57 V, 能够避免5 V工作电压集成电路闩锁效应的发生。
低压触发可控硅 静电放电 高维持电压 埋层 LVTSCR ESD high holding voltage buried layer 
微电子学
2022, 52(1): 87
作者单位
摘要
1 北京智芯微电子科技有限公司, 北京 100192
2 北京大学 集成电路学院, 北京 100871
3 北京大学 微电子器件与电路教育部重点实验室, 北京 100871
针对高压BCD工艺使用SCR器件ESD保护时面临的高触发电压与低维持电压之间的矛盾, 设计了一种多嵌入阱可控硅(MEWSCR)结构。相比于常规SCR结构, 首先, 通过移动阳极/阴极的N+/P+掺杂区引入辅助泄放器件, MEWSCR结构实现了二次触发, 增加了维持电压; 其次, 通过在阳极P+区和阴极N+区下方分别嵌入N浅阱和P浅阱, 增强非平衡载流子的SRH复合作用, 降低SCR的再生反馈效应, 提高了维持电流。基于0.18 μm BCD工艺, 采用TCAD软件进行模拟。结果表明, 新型MEWSCR器件的维持电压提升至23 V, 维持电流提升1 A以上, 满足ESD设计窗口要求。
静电放电 硅控整流器 维持电压 闩锁 ESD SCR holding voltage latch-up 
微电子学
2022, 52(1): 91
范丽娜 1,2,3,4吴倩楠 2,3,4,5张世义 1,2,3,4侯文 1,3,4李孟委 2,3,6,7
作者单位
摘要
1 中北大学 信息与通信工程学院, 太原 030051
2 中北大学 南通智能光机电研究院, 江苏 南通 226000
3 中北大学 前沿交叉科学研究院, 太原 030051
4 中北大学 微系统集成研究中心, 太原 030051
5 中北大学 理学院, 太原 030051
6 4. 中北大学 微系统集成研究中心, 太原 030051
7 中北大学 仪器与电子学院, 太原 030051
针对射频MEMS滤波器的带外抑制能力较差和带内群延时不平坦的问题, 设计了一种窄带宽、低插损、高选择性的L波段射频MEMS线性相位滤波器。选取高介电常数的衬底材料实现窄带传输, 采用双层交指结构的谐振器实现线性相位, 减小了电路体积。利用HFSS软件对滤波器的性能进行优化。结果表明, 该滤波器的中心频率为1.46 GHz, 带内插入损耗<1.97 dB, 带内群延时波动<2 ns, 在中心频率左右1 GHz处的带外抑制>70 dB。整体电路尺寸为10 mm×7.2 mm×0.62 mm。
滤波器 群延时 带外抑制 filter MEMS MEMS group delay out of band suppression 
微电子学
2022, 52(1): 98