ULSI的新器件结构和工艺研究

本项目属于超大规模集成电路基础科学与技术研究领域，主要研究了适用于系统芯片（SoC）的纳米尺度CMOS集成电路以及大微电子集成系统（SoG）新器件结构和童艺技术。本项目以科技源头创新为宗旨，以形成具有我国自主知识产权的集成电路核心技术为最终目标，在国际上率先提出了多种新型的集成电路器件结构和相关的制作技术，并从理论和实验两方面验证了所提出的思想的可行性和实用性。主要内容有：提出并在工艺上首次实现了可分离平面双栅的自对准技术并在实验和理论上研究了其在高速低功耗集成电路上的应用潜力；     

采用负动态电阻稳压器件的稳压电源的研究

从理论上论述了采用负动态电阻稳压器件为基准电压的稳压作用及其可行性，并通过实验证明了理论分析的正确性。     

光子晶体光纤及其非线性功能器件特性

光子晶体光纤作为一种新型的通讯材料,由于其独特的性质在光通信中具有广阔的应用前景。本文介绍了光子晶体光纤（PCF）的分类以及工作原理,重点讨论了有关光子晶体光纤中高非线性的实现以及基于光子晶体光纤非线性的功能器件特性及其应用。     

利用CCD测量单缝衍射光强分布

利用一种新型半导体集成光电器件,即CCD(ChargeCoupleDevices)电荷耦合器件,并通过CCD专用接口卡来直接测量单缝衍射光强分布,实现测试数据自动采集和实验结果自动输出。叙述了线阵CCD测量光强度的原理,分析了系统的软、硬件设计及测试结果。     

基于半导体光放大器的双端口全光光开关

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的双端口全光光开关.这种开关以一个平行排列3×3耦合器作为其核心元件,具有类似于非线性光学环路镜(NOLM)和T比特光学非对称解复用器(TOAD)的结构.由于这种光开关是基于SOA的,所以它结构紧凑,易于集成,而且需要很小的控制光功率(几个mW).这种光开关具有两个开关端口,满足了一些特殊应用场合的需要.论文中给出了双端口全光开关的单脉冲2.5 Gb/s开关实验结果.实验结果表明,这种开关可以实现两个端口的开关光信号同时输出,开关消光比达到了20 dB以上.     

温度循环条件下镀锡引脚的晶须生长

在热循环条件下,对电镀纯Sn覆层的器件引脚的锡须生长进行了评估.当器件经历500与1 000次温度循环后,纯Sn镀层表面会产生致密的热疲劳裂纹,伴随生长出许多锡须.由于镀层表面的SnO2氧化膜与镀层中Sn的热膨胀系数(CTE)存在较大的差异,在温度循环条件下发生SnO2与Sn的热失配,进而在其界面处产生了极大的交变应力,最终导致SnO2氧化膜破裂,为锡须生长提供了条件.此外,在Sn镀层与Cu基板界面处形成的Sn-Cu金属间化合物(IMC),提供了锡须生长的驱动力.镀层中的Sn原子在压应力的驱动下,沿着氧化物表面裂纹位置挤出,从而释放了压应力形成锡须.在锡须生长的初始阶段,阻力较大,故而速率较慢,在锡须突破表面氧化物层后,阻力较小,故加速了锡须的生长.     

单电子晶体管(SET)及其应用

当电子器件的尺寸接近纳米尺度时，量子效应对器件工作的影响变得格外重要，就需要采用具有新机理的晶体管结构，单电子晶体管（SET）就是其中一个典型的结构，文中对比传统晶体管（MOSFET）的工作原理，分析了单电子晶体管SET的工作机理，简要概述了SET的一些应用。     

分层迭代Hough变换法检测微器件圆形轮廓

微器件装配过程中对微器件进行模式识别和定位是微器件装配系统中机器视觉的一项关键性技术。分层迭代Hough变换法先对原始图像进行分层预处理 ,然后对不同层的图像进行迭代运算 ,通过调节图像与存储数组的大小来有效地减小存储空间和计算量。实验结果验证了算法的有效性和合理性。对于实验所用的图像分层迭代 Hough变换法将存储量和计算量分别减小为标准 Hough的 1/ 316和 1/ 172。因此该算法是一种能够满足微器件装配精度要求的有效方法 ,可用于含噪图像中圆形轮廓的实时检测和定位方面     

倾斜角度对分子器件非弹性电子隧穿谱的影响

本文利用第一性原理计算出十六烷硫醇氟化分子非弹性电子隧穿谱的实验测量结果．理论计算结果表明,当该类型分子与电极表面成55°时,C—H伸缩振动模式对隧穿谱贡献处于整个谱峰的主要地位,而且该振动模式主要来源于与S原子相邻的亚甲基基团的伸缩振动模式．本文的计算结果与实验测量相吻合．     

I2C总线接口数字温度传感器芯片AD7416工作原理及其应用

介绍了具有I2C总线接口功能的10位低功耗数字温度传感器AD416的内部结构、引脚特性和寄存器的编程实例,以及与微控制器的连接方法;给出了在比较模式和中断模式下的应用系统构建原理;详细阐述了在体温监测器中的应用方法.