专家论坛

• Al_xGa_1-xN/GaN异质结构中二维电子气的自旋性质

  唐宁;沈波;韩奎;

  Ⅲ族氮化物材料有很长的电子自旋弛豫时间以及很高的居里温度,成为近年来半导体自旋电子学研究的重要材料体系之一。介绍了目前两种最主要的研究AlxGa1-xN/GaN异质结构中二维电子气(2DEG)自旋性质的物理效应:磁电阻的舒伯尼科夫-德哈斯拍频振荡和弱反局域效应,回顾了AlxGa1-xN/GaN异质结构中2DEG自旋性质的研究进展。AlxGa1-xN/GaN异质结构材料中有很强的极化电场,诱导产生很高浓度的2DEG,能够产生相当大能量的自旋分裂,并且这种自旋分裂可以被栅压所调控,因此在自旋场效应晶体管方面有很好的应用前景。然而要实现GaN基自旋电子学器件的应用,GaN中自旋注入效率是目前所面临的问题。

  2009年02期 v.46;No.381 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
  [下载次数：227 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]

纳米器件与技术

• 纳米晶浮栅存储器的模拟、制备和电学特性

  郭婷婷;刘明;管伟华;胡媛;李志刚;龙世兵;陈军宁;

  介绍了在纳米晶浮栅存储器数据保持特性方面的研究工作,重点介绍了纳米晶材料的选择与制备和遂穿介质层工程。研究证明,金属纳米晶浮栅存储器比半导体纳米晶浮栅存储器具有更好的电荷保持特性。并且金属纳米晶制备方法简单,通过电子束蒸发热退火的方法就能够得到质量较好的金属纳米晶,密度约4×1011cm-2,纳米晶尺寸约6～7nm。实验证明,高介电常数隧穿介质能够明显改善浮栅存储器的电荷保持特性,所以在引入金属纳米晶和高介电常数遂穿介质之后,纳米晶浮栅存储器可能成为下一代非挥发性存储器的候选者。

  2009年02期 v.46;No.381 70-74+90页 [查看摘要][在线阅读][下载 487K]
  [下载次数：351 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ]

• 高性能AlGaN/GaN HEMT的肖特基特性

  田秀伟;冯震;王勇;宋建博;张志国;

  研究了Al GaN/GaN HEMT制备中相关工艺对器件肖特基特性的影响,并对工艺进行了优化。首先研究了表面处理对器件肖特基势垒特性的影响,对不同的表面处理方法进行了比较,发现采用氧等离子体处理,并用V(HF)∶V(H2O)=1∶5溶液清洗刻蚀后的表面,可以有效减小表面态密度,未经处理的样品肖特基接触理想因子为2.6,处理后理想因子减小到1.8。对Si N钝化膜的折射率与肖特基特性的关系进行了研究,发现Si N钝化膜的折射率为2.3～2.4时,钝化对肖特基特性的影响较小,但反向泄漏电流较大。

  2009年02期 v.46;No.381 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
  [下载次数：426 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ]

纳米材料与结构

• 快速率生长MBE InAs/GaAs(001)量子点

  吴巨;曾一平;王宝强;朱占平;王占国;

  用快速率(1.0ML/s)生长MBE InAs/GaAs(001)量子点。原子力显微镜观察结果表明,在量子点体系形成的较早阶段,量子点密度N(θ)随InAs沉积量θ的变化符合自然指数形式N(θ)∝ek(θ-θc),这与以前在慢速生长(≤0.1ML/s)条件下出现的标度规律N(θ)∝(θ-θc)α明显不同。另外,在N(θ)随θ增加的过程中,快速率生长量子点的高度分布没有经历量子点平均高度随沉积量θ逐渐增加的过程。这些实验观察说明,以原子在生长表面作扩散运动为基础的生长动力学理论至少是不全面的,不适用于解释InAs量子点的形成。这些观察和讨论说明,即使在1.0ML/s的快速率生长条件下,量子点密度也可以通过InAs沉积量有效地控制在1.0×108cm-2以下,实现低密度InAs量子点体系的制备。

  2009年02期 v.46;No.381 79-83+98页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K]
  [下载次数：239 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ]

• 锂离子电池正极材料纳米LiFePO₄

  唐开枚;陈立宝;林晓园;王太宏;

  综述了LiFePO4的晶体结构、充放电机理、电化学性能、存在问题以及纳米技术近年来在LiFePO4中应用的最新进展。纳米LiFePO4的制备方法主要有高温固相反应法、水热合成法、溶胶凝胶法、微波合成法等。材料的粒径大小及分布、离子和电子的传导能力对产品的电化学性能影响较大,在制备时采用惰性气氛、掺杂改性以及控制晶粒的生长尺寸是关键,电极材料的微纳米化对锂离子电池的电化学性能和循环性能的改善有着显著的意义,展望了纳米正极材料LiFePO4用于锂离子电池的未来前景。

  2009年02期 v.46;No.381 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K]
  [下载次数：2001 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：39 ] |[阅读次数：1 ]

MEMS器件与技术

• 微流体系统中微阀的研究现状

  肖丽君;陈翔;汪鹏;李以贵;陈迪;

  依据微流体系统中微阀的驱动机理,将微阀分为有源微阀和无源微阀两大类,然后对这两大类进行细分,将有源微阀分为压电、磁、静电驱动、热驱动、相变、双稳态、外部驱动等类型,将无源微阀分为悬臂梁式、薄膜式、毛细管、扭矩驱动等类型。分别讨论了各种微阀的工作原理和性能,介绍了各类微阀的实验研究进展,指出了这些微阀的特点,突出了微阀作为微流体系统的主要元件之一,起到径流调节、开/关转换、密封生物分子和微/纳粒子等作用。回顾了微阀的发展历程,分析了目前研究过程中存在的问题,提出了微阀今后的研究方向。

  2009年02期 v.46;No.381 91-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 574K]
  [下载次数：1429 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：33 ] |[阅读次数：1 ]

• 微通道交流电渗粒子收集位置的确定

  敖宏瑞;姜洪源;杨胡坤;

  为了研究在交变电场作用下,样品中的微观粒子被收集到电极表面固定区域的作用机理,通过聚苯乙烯粒子在微通道内的收集实验,得到了粒子及流体的运动规律;基于交流电场作用机理,对电极表面的电势、通道内的电压、电场分布及流体在通道内的流动过程进行了计算,并用仿真分析进行验证。计算及仿真结果表明,粒子在微电极上的收集位置与实验结果十分吻合,即粒子收集的位置为电极上的固定位置。研究结果为交流电渗粒子收集微通道的设计及相关的粒子收集检测提供了理论与实验基础。

  2009年02期 v.46;No.381 99-103+114页 [查看摘要][在线阅读][下载 490K]
  [下载次数：133 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ]

• 单晶硅纳米压痕过程的有限元模拟与实验验证

  陈樟;苏伟;万敏;

  采用商用有限元软件ABAQUS建立了单晶硅纳米压痕过程的2D轴对称模型,通过分析模拟得到载荷-位移曲线,讨论了压头尖端半径、压头与样品间的摩擦系数对压痕过程的影响规律。为了验证模拟结果的有效性,用美国Hysitron公司的Triboindenter纳米压痕仪进行了实验。由仿真结果可知,在固定压深的条件下,增大压头尖端半径,所需施加的载荷增加,弹性回复程度增加。而摩擦系数的改变对压痕过程影响不大,可以在模拟中忽略不计。对比仿真曲线和实验曲线,实验曲线在卸载段55nm处出现了一明显拐点,使得其弹性回复程度远大于模拟的结果。这是由于高压诱导的相变导致了单晶硅纳米压痕过程中出现了复杂的本构关系,而有限元软件中还没有如此复杂的本构关系模型。

  2009年02期 v.46;No.381 104-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
  [下载次数：1018 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：1 ]

显微、测量、微细加工技术与设备

• 薄膜材料研究中的XRD技术

  周元俊;谢自力;张荣;刘斌;李弋;张曾;傅德颐;修向前;韩平;顾书林;郑有炓;

  晶格参数、应力、应变和位错密度是薄膜材料的几个重要的物理量,X射线衍射(XRD)为此提供了便捷而无损的检测手段。分别从以上几个方面阐述了XRD技术在薄膜材料研究中的应用:介绍了采用XRD测量半导体薄膜的晶格参数;结合晶格参数的测量讨论了半导体异质结构的应变与应力;重点介绍了利用Mosaic模型分析位错密度,其中比较了几种不同的通过XRD处理Mosaic模型,且讨论了它们计算位错密度时的优劣。综合XRD技术的理论及在以上几个方面的最新研究进展,对XRD将来的发展做出了展望。

  2009年02期 v.46;No.381 108-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K]
  [下载次数：8870 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：95 ] |[阅读次数：1 ]

• ULSI制造中Cu的电化学机械抛光

  储向峰;白林山;李玉琢;

  电化学机械抛光(ECMP)技术可以在低压力下进行,有可能替代化学机械抛光(CMP)技术,满足含易碎、低介电常数材料的小尺寸特征结构的ULSI中Cu的抛光要求。利用自制的抛光液和改装的抛光机对晶圆片和图案晶圆片上的Cu进行电化学机械抛光,研究了抛光电压、抛光台转速、抛光压力和抛光液流量对抛光速率的影响,发现在抛光电压为4.7V、流量为150～200mL/min、抛光台转速为30～40r/min、抛光压力为3.45kPa时能达到较好的抛光速率。考察了抛光电压对图案晶圆片上台阶高度减小效率的影响,发现台阶高度减小效率随抛光电压增大而减小,并且对抛光机理做了初步分析。

  2009年02期 v.46;No.381 115-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
  [下载次数：386 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：1 ]

• 电化学清洗在太阳能电池制绒前的应用

  王志华;刘玉岭;张建新;

  在太阳能电池制造工业中,为解决硅片制绒前的传统表面处理存在的药剂消耗多以及硅片去除量大的问题,引入电化学清洗的方法。这种方法是利用专用试剂电解后的强氧化性质,通过腐蚀、氧化与清洗的结合,有效清洗硅片表面有机物,且硅片去除量小。从实验中可以看出,去除量减少了1/2。通过应用金刚石膜电极,可高效生产专用试剂电解液。通过XPS显示,电化学清洗能够有效去除有机物污染。对比了电化学清洗与RCA清洗后硅片制绒的效果,证明电化学清洗的制绒效果良好。使用后的电解液经过电极处理后,仍能有效重复使用,说明电化学清洗可有力地控制排放,是大型工业生产中有效去除有机物的方法。

  2009年02期 v.46;No.381 119-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 294K]
  [下载次数：746 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：1 ]

微电子器件与技术

• 一种高精度CMOS带隙基准电路的设计

  张红丽;张小兴;戴宇杰;吕英杰;

  采用ASMC0.35μm CMOS工艺设计了低功耗、高电源抑制比(PSRR)、低温漂、输出1V的带隙基准源电路。该设计中,偏置电压采用级联自偏置结构,运放的输出作为驱动的同时也作为自身电流源的驱动,实现了与绝对温度成正比(PTAT)温度补偿。通过对其进行仿真验证,当温度在-40～125℃和电源电压在1.6～5V时,输出基准电压具有3.68×10-6/℃的温度系数,Vref摆动小于0.094mV;在低频时具有-114.6dB的PSRR,其中在1kHz时为-109.3dB,在10kHz时为-90.72dB。

  2009年02期 v.46;No.381 123-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 325K]
  [下载次数：393 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]

国际视点

• 国际视点

  王淑华;
  2009年02期 v.46;No.381 127-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 46K]
  [下载次数：29 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
下载本期数据