漂移区槽氧高压SOI-LDMOS器件模型

为了获得SOI-LDMOS器件耐压和比导通电阻的良好折衷,提出了一种漂移区槽氧SOI-LDMOS高压器件新结构．利用漂移区槽氧和栅、漏场板优化横向电场提高了横向耐压和漂移区的渗杂浓度．借助二维仿真软件对该器件的耐压和比导通电阻特性进行了研究,结果表明该器件与常规SOI—LDMOS结构相比在相同漂移区长度下耐压提高了31％．在相同耐压下比导通电阻降低了34．8％．     

110V体硅LDMOS器件研究

利用SILVACO TCAD工艺仿真和器件仿真软件研究了110V体硅LDMOS器件的几个重要参数对器件耐压特性的影响,研究结果表明,漂移区剂量存在一个最优值,过大将导致漂移区难以耗尽而使得沟道与漂移区边界发生击穿,而过小则导致漂移区迅速耗尽而在漏端表面发生击穿;衬底浓度低对提高开态击穿电压有一定效果,但低浓度衬底难以在CMOS工艺中使用;场氧与P阱和漂移区的PN结界面距离在零或者略大于零时器件耐压性有最优值;栅极板长度存在最优值,栅极板过长或过短都将使得器件的击穿电压有所降低。     

基于衬底偏压电场调制的高压器件新结构及耐压模型

提出一种基于衬底偏压电场调制的薄层硅基LDMOS高压器件新结构,称为SB LDMOS.通过在高阻P型衬底背面注入N~+薄层,衬底反偏电压的电场调制作用重新分配体内电场,纵向漏端电压由源端和漏端下两个衬底PN结分担,器件的击穿特性显著改善.求解漂移区电势的二维Poisson方程,获得表面电场和击穿电压的解析式,研究器件结构参数对表面电场和击穿电压的影响.仿真结果表明,与埋层LDMOS相比,SB LDMOS击穿电压提高63%.     

考虑场板边缘效应的SOI-pLDMOS表面电场模型及器件优化设计

针对带有栅极场板的绝缘体上硅p型横向双扩散场效应晶体管(SOI-p LDMOS),提出了一种新型表面电场解析模型.相比于传统模型,该模型充分考虑了场板边缘效应对电场分布的影响,验证结果显示新模型能更好地符合Medici数值仿真结果.此外,基于所建立的器件表面电场模型,研究了栅极场板长度(包括多晶硅场板和金属场板)及漂移区掺杂浓度对器件表面电场分布和击穿特性的影响,进而对SOI-p LDMOS进行了优化设计.流片测试表明,所建立的新型表面电场解析模型能够很好地指导器件参数设计,实现了器件耐压和导通电阻的最佳折中.     

薄层SOI场pLDMOS击穿机理研究

为了解决薄层SOI(silicon-on-insulator)场LDMOS(laterally diffused metal oxide semiconductor)击穿电压偏低,容易发生背栅穿通的问题,提出一种基于场注入技术的薄层SOI场pLDMOS(p-channel lateral double-diffused MOSFET).通过建立该场pLDMOS的穿通机制数学模型,分析了其4种击穿机理:背栅穿通、沟道横向穿通、横向雪崩击穿和纵向雪崩击穿.仿真结果表明,场注入技术穿过厚场氧层向下注入硼杂质,通过控制注入能量和体区浓度获得浅结深,从而提高器件对背栅穿通的抵抗力;优化的沟道长度和埋氧层厚度分别消除了沟道的横向穿通和纵向雪崩击穿;双层场板结构调制器件表面电场分布,避免了器件过早地横向雪崩击穿.在优化器件相关结构参数和工艺参数基础上,成功基于1.5 μm厚顶层硅SOI材料研制出耐压300 V的场pLDMOS.相比较于常规厚层场pLDMOS器件,顶层硅厚度由大于5μm减小到1.5 μm.     

降场层对SOI LDMOS击穿特性的影响

借助二维器件仿真软件MEDICI对double RESURF（双重降低表面电场）SOI LDMOS进行了深入研究,分析了降场层的浓度、长度、深度等参数的变化对器件击穿特性的影响.结果表明,无论是降场层浓度、长度还是深度,都存在优值,通过优化这些参数,击穿电压由单RESURF结构的222 V提高到double RESURF结构的236 V,而相应的漂移区浓度由6×1015 cm-3提高到9×1015 cm-3,减小了器件导通电阻.降场层的存在缓解了器件耐压与导通电阻的矛盾关系.     

槽栅槽源SOI LDMOS器件结构设计与仿真

为了提高SOI(silicon on insulator)器件的击穿电压,同时降低器件的比导通电阻,提出一种槽栅槽源SOI LDMOS(lateral double-diffused metal oxide semiconductor)器件新结构.该结构采用了槽栅和槽源,在漂移区形成了纵向导电沟道和电子积累层,使器件保持了较短的电流传导路径,同时扩展了电流在纵向的传导面积,显著降低了器件的比导通电阻.槽栅调制了漂移区电场,同时,纵向栅氧层承担了部分漏极电压,使器件击穿电压得到提高.借助2维数值仿真软件MEDICI详细分析了器件的击穿特性和导通电阻特性.仿真结果表明:在保证最高优值的条件下,该结构的击穿电压和比导通电阻与传统SOI LDMOS相比,分别提高和降低了8%和45%.     

钢铁表面Cu—Sn—P／Ni—Sn—P合金复合镀层的结构和性能

钢铁表面浸镀Cu-Sn-P合金，得到金黄色仿金镀层．在金黄色镀层上化学镀法Ni—Sn—P合金，形成Cu-Sn-P／Ni-Sn-P合金复合镀层，确定了镀液的最佳组成和工艺，用盐水浸泡测定复合镀层的防腐蚀性，用SEM，XPS和AES谱分析镀层的表面形貌、组成、结构和性能．结果表明，合金复合镀层使钢铁耐腐蚀性得以改善，Cu—Sn—P镀层可表示为Cu—Sn—P／CuxOy／SnxOy；Ni—Sn—P镀层可表示为Ni—Sn—P／NixOy／SnxOy，各元素的相对原子百分浓度分别为Ni52．2％，O6．9％，Sn18．7％，P12．9％，Fe9．3％．     

钒和碳双注入钢的纳米结构、强化机制和抗磨损特性

研究了V C双重离子注入合成纳米结构、相变和抗磨损机制．研究表明，注入后可改变钢的成分，V与Fe原子比最高可达到28％；形成了纳米相弥散强化结构和无序相强化结构．从而提高了钢表面硬度，表面硬度可提高23％～146％；抗磨损也有着明显的提高，磨损阻抗为未注入钢的2．2～3．6倍．     

新型生物反应器对微污染水预处理的试验研究

综合当前生物技术优势，设计开发了一种新型旋转式生物填料反应器，对微污染原水进行了预处理的试验研究。结果表明，当原水D0为4．1—4．7mg／L，CODMn浓度为7—10mg／L，NH3-N浓度为1．2—3．5mg／L时，经过预处理，D0增加列6．20—6．89mg／L；复氧率平均为48．1％；CODMn，NH3-N的去除率分别为36．5％，53．1％,由此表明此种填料的生物反应器对微污染原水有良好的处理效果。     

双导层结构横向功率器件的导通电阻模型及应用研究

横向高压器件是智能功率集成电路的核心器件,而漂移区结构参数是影响器件导通和击穿性能的重要因素。为此,提出了LDMOS三种经典结构的导通电阻模型并研究了漂移区结构参数对导通电阻的影响,它们分别是:Single RESURF,Double RESURF,Dual conduction layer结构。然后借助这些模型研究了漂移区掺杂浓度、漂移区长度、漂移区厚度对器件导通电阻的影响。利用MATLAB计算相同器件参数下模型的解析结果。对比模型的解析结果和仿真结果,发现解析结果和仿真结果基本一致,证明了解析模型的正确性。     

稀土钇注入H13钢抗氧化模型和增强抗氧化特性的途径

用俄歇、扫描电镜和微区分析研究了Ｙ注入低铬钢（Ｈ１３）抗氧化机理。注入适当量的Ｙ到钢中是提高Ｈ１３钢抗氧化性能的关键因素．注入和氧化过程中Ｃｒ向钇注入层下面富集则起到相辅相成的作用．观察到了Ｙ，Ｃｒ和氧的相互作用，以及多层氧化物结构的氧化皮，这种结构的出现将氧原子限制在０．５μｍ范围之内．观察到易脱落的菜花状氧化物在未注入区和表面缺陷处生成，并研究了这种氧化物生成条件和防止的措施．最后给出了Ｙ注入Ｈ１３抗氧化多层结构模型．     

添加VC的TiB2-Fe-Mo硬质合金

为满足刀具、模具和耐磨件等工具领域的需要，研制了新型TiB2基硬质合金，在TiB2-Fe-Mo硬质合金中，利用常规硬质合金生产工艺，研究不同含量的VC对合金晶粒度和性能的影响，与未添加VC的试样相比，添加0．5％VC后，合金中超细TiB2晶粒由38．94％增加到59．39％；耐磨性提高了53．8％，抗氧化性提高了60％，800℃下抗弯强度比室温抗弯强度仅下降7．3％。表明适量添加VC可以使TiB2-Fe-Mo硬质合金的耐磨性、高温强度和高温抗氧化性得到改善；可有效抑制晶粒长大，使硬质相颗粒均匀细化。     

考虑到纵向掺杂分布影响的SOI功率器件完全耐压模型

首先将任意纵向掺杂的漂移区等效为均匀掺杂的漂移区,然后基于二维泊松方程获得了SOI功率器件在全耗尽和不全耗尽情况下表面电场和击穿电压的完整解析表达式.借助此模型对漂移区纵向均匀掺杂、高斯掺杂、线性掺杂和二阶掺杂SOI二极管的表面场势分布和击穿电压进行了研究,解析结果和仿真结果吻合较好,验证了模型的准确性.最后在满足最优表面电场和完全耗尽条件下,得到器件优化的广义RESURF判据.     

注入温度对氧注入制成的SOI膜质量的影响

选择不同的靶温进行高能大剂量氧离子注入,并进行了高温退火。利用离子背散射技术、透射电子显微镜和掠角 x 射线衍射分析样片,发现:低温下注入能产生非晶层,退火后有多晶硅生成。提高靶温能有效地减小损伤,特别是440℃注入的样片经过退火表面硅层很接近未注入硅片。     

基于SIMOX材料的可集成高压器件研究

通过增加一次高压注入, 对0.8μm SOI CMOS工艺平台进行智能电压扩展. 在SIMOX材料上设计并实现了兼容该工艺的横向高压器件, 实现了低压CMOS与高压LDMOS的单片集成. 在硅膜厚度为205nm、埋氧层厚度为375nm的SIMOX材料上, 研制出阈值电压、击穿电压分别为1.3V、38V的高压LDMOS. 此高低压兼容SOI技术可将高低压器件单片集成, 节约了芯片成本, 提高了可靠性.     

新型PB-PSOI器件表面电场和温度分布模型研究

根据泊松方程和热扩散方程提出了新型PB-PSOI 器件漂移区的二维表面电场分布模型和温度分布模型,模型计算结果与Medici模拟结果相一致。根据所提出的模型,重点研究了埋氧化层厚度及长度对漂移区表面电场分布和温度分布的影响,最后给出了PB-PSOI 器件的埋氧化层厚度和长度的优化设计方法。     

电子注入对CdSe探测器性能的影响

研究了一种制作CdSe室温核辐射探测器的新工艺，并通过对CdSe室温核辐射探测器MIS接触电极电子注入机理的研究发现，CdSe探测器形成MIS接触电极可以降低表面漏电流，减少探测器噪声，提高探测器能量分辨率。制备出的CdSe室温核辐射探测器对^241Am 59.5keV和^109Cd 87KeV γ射线的能量分辨率分别为9．6％和7．5％。     

氧对氨在Pt/α-Al2O3催化剂上吸附和解离性能的影响

利用瞬态脉冲技术考察了氨在Pt／Al2O3催化剂表面的吸附、脱附和氧化动力学．结果表明，氨在Pt/Al2O3表面存在两种吸附态：可逆吸附和不可逆吸附．吸附在催化剂表面的氧和体相中的氧促进了氨的分解和氧化．不同的氧物种和反应温度影响产物的分布．体相晶格氧物种是可能形成水的重要因素，而表面氧物种是氯氧化物NO、N2O形成的主要来源．在氧存在的条件下低温有利于氨分解形成N2、N2O，而高温有利于NO的生成．     

PT电极上β-丙氨酸吸附和氧化过程的CV和原位EQCM研究

应用电化学循环伏安和原位电化学石英晶体微天平(EQCM)方法研究了0．1mol．L^-1硫酸溶液中β—丙氨酸在Pt电极上的吸附和氧化过程。结果表明：0．1mol．L^-1硫酸溶液中氢脱附电位区间内电极表面质量的增加是由于水分子取代Had引起的，而双电层区的质量增加是由于水的吸附模式逐渐由氢端吸附转向氧端吸附所致,根据频率变化和电量数据，可进一步推算出酸性溶液中β—丙氨酸在Pt电极表面只发生弱吸附，水和β—丙氨酸阴离子都可以取代部分氢，吸附在电极表面，影响了电极表面质量的变化量，而吸附态β—丙氨酸在高电位氧化时会消耗Pt表面的氧。本文结果为认识β—丙氨酸在Pt电极表面过程提供定量的新数据。