技术论坛

• 碳基纳电子的新进展

  赵正平;

  集成电路技术进入后摩尔时代后,自下而上发展的分子电子学碳基纳电子的技术突破引起人们的高度关注。目前碳基纳电子的发展基于一维的碳纳米管和二维的石墨烯两种碳基材料。介绍了碳纳米管电子学、射频碳纳米管场效应晶体管(RF CNFET)、射频石墨烯FET (RF GFET)、GFET微波单片集成电路(MMIC)和石墨烯纳带(GNR)基逻辑电路等的发展来由和最新进展;包括碳基半导体特有的材料和工艺关键技术突破,抑制缺陷的新电路设计方法,CNFET与互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的三维(3D)集成应用,晶圆规模的石墨烯外延材料制备,洁净石墨烯材料工艺,GFET混频器、放大器、THz探测器和弹道整流器等MMIC的设计与制备,石墨烯柔性电子学,石墨烯双极基逻辑电路的设计与制备,GNR制备以及GNR基逻辑电路的设计等。综述了碳基纳电子各方面的创新点和进步点,以及总体发展态势。

  2020年11期 v.57;No.522 857-864页 [查看摘要][在线阅读][下载 787K]
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器件与技术

• n型叉指背接触太阳电池背面结构参数研究

  郭永刚;高嘉庆;屈小勇;吴翔;张博;宋标;

  利用Silvaco-TCAD半导体仿真软件模拟并分析了n型叉指背接触(IBC)太阳电池背面结构尺寸参数对电池短路电流密度、开路电压、填充因子及转换效率的影响,并进行实验验证。实验结果表明,当IBC太阳电池结构中相邻发射区宽度为1 200μm、n型背表面场宽度为200μm、p型发射区宽度为1 000μm时,IBC太阳电池小批量平均转换效率达到了23.74%,短路电流密度为42.36 mA/cm2,开路电压为698 mV,填充因子为80.33%。

  2020年11期 v.57;No.522 865-870页 [查看摘要][在线阅读][下载 1064K]
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材料与结构

• 微米尺度TaSe₃的制备及其超导各向异性

  杨泽燕;杨朴;李永杰;王子佳;邢颖;

  通过化学气相输运法制备了微米尺度的准一维超导体TaSe3,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对样品的形貌和元素组成进行了表征,并使用物性测量系统(PPMS)进行了系统的低温强磁场电输运测试。电阻随磁感应强度变化曲线结果表明:微米尺度的TaSe3超导体起始临界转变温度为3.39 K,零电阻转变温度为2.12 K。磁阻测试结果表明:在外加磁场平行于b轴(链长方向)的平面内,TaSe3的上临界磁感应强度在平行和垂直于b轴的两个方向表现出明显的各向异性,其各向异性参数高达41.37;而在垂直于b轴的平面内,上临界磁感应强度为各向同性。

  2020年11期 v.57;No.522 871-876页 [查看摘要][在线阅读][下载 1329K]
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• 红荧烯晶体薄膜的研究进展

  任英建;黄淼铭;刘浩;刘文涛;高旭静;朱诚身;何素芹;

  作为一种新型的p型有机半导体材料,红荧烯由于其出色的光电性能而显示出在有机光电器件中巨大的应用潜力,日益受到关注。首先介绍了红荧烯的性质,主要包括红荧烯的结构、构象、衍生物及晶系等。接着,分为初加工和后处理两个部分系统地说明了红荧烯薄膜的制备方法。之后,总结了改善红荧烯晶体薄膜质量的方法,主要是结晶度的提高和晶型的控制。随后,综述了红荧烯材料应用于有机薄膜晶体管方面的研究,简述其应用于有机太阳电池和有机发光二极管方面的研究。最后,指出红荧烯晶体薄膜研究面临的主要挑战,并对其未来研究方向进行了展望。

  2020年11期 v.57;No.522 877-888+904页 [查看摘要][在线阅读][下载 1981K]
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MEMS与传感器

• 用于5G毫米波波段通信的倒梯形柔性天线

  张众贺;张斌珍;段俊萍;刘瑞;

  设计了一款用于5G毫米波波段通信的柔性天线,其具有结构紧凑、质量轻、机械性能好、可共形的特点。该天线以柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基底、以金属铜作为接地板和辐射贴片的材料,利用有限元电磁仿真软件ANSYS HFSS对天线进行了仿真和优化,设计了倒梯形辐射贴片和对称结构的矩形金属地。为了简化工艺步骤、降低工艺成本,采用了共面波导(CPW)进行馈电,并基于微电子机械系统(MEMS)工艺进行基板改性处理和磁控溅射。仿真结果表明,在26 GHz时回波损耗为-50.58 dB,电压驻波比低于2,有良好的阻抗匹配特性和稳定的远场辐射模式。在弯曲和未弯曲条件下进行了测试,测试的频点为25.7 GHz,回波损耗为-39 dB。测试结果与仿真结果基本一致,说明该柔性天线有良好的共形能力,且工作频点和性能都符合要求,这使其适用于现代柔性电子系统集成。

  2020年11期 v.57;No.522 889-893页 [查看摘要][在线阅读][下载 1432K]
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• 基于In₂O₃的高灵敏度乙醇气体传感器

  杜帅航;王开松;张文惠;沈超;许宁;

  采用溶剂热法制备了不同形貌的In2O3纳米材料,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了表征和分析,并研究了冰醋酸的添加量对In2O3传感器气敏性能的影响。研究结果表明:通过调控冰醋酸的添加量不仅可以改变In2O3纳米材料的晶相及形貌,还可以优化In2O3传感器对乙醇的气体传感性能。添加浓度为0.45 mol/L的冰醋酸辅助合成的In2O3传感器气敏性能最好,在250℃的工作温度下对体积分数为5×10-5乙醇的响应值高达141,并对体积分数低至5×10-6的乙醇的灵敏度高至7.7。同时,该材料对乙醇表现出良好的重复性和稳定性,这对长期检测乙醇具有重要的应用价值。

  2020年11期 v.57;No.522 894-898页 [查看摘要][在线阅读][下载 1938K]
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加工、测量与设备

• 聚乙烯醇包覆银纳米粒子的可控制备与表征

  黄磊;卢忠柏;董春法;

  以聚乙烯醇(PVA)为保护剂、硝酸银溶液为前驱体、水合肼为还原剂,采用一步还原法制备了单分散的粒径大小均匀的银纳米粒子。利用紫外分光光度计、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析测试仪器对银纳米粒子进行了深入的分析与研究,并对纳米银的合成工艺条件进行了探讨。研究结果表明:得到的银纳米粒径较小,大小较为均匀;硝酸银溶液体积、PVA体积和还原剂体积等对银纳米粒子的粒径与形貌影响较大。当硝酸银溶液体积为2 mL、PVA溶液体积为12 mL、水合肼体积为0.5 mL时,得到的银纳米粒子的粒径最小。

  2020年11期 v.57;No.522 899-904页 [查看摘要][在线阅读][下载 2643K]
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• 基于ITO掩膜的键合片深硅刻蚀

  蔡萌;司朝伟;韩国威;宁瑾;杨富华;

  提出了用氧化铟锡(ITO)作为掩膜对硅与玻璃的键合片进行深硅刻蚀的工艺。ITO薄膜采用直流溅射工艺常温生长,避免了传统等离子体化学气相沉积(PECVD)方式生长氧化硅掩膜高温对器件制备造成的影响。对不同的ITO薄膜图形化方式进行了研究,结果表明垂直或正锥形台阶的光刻胶剥离工艺制备的ITO薄膜边缘光滑,尺寸误差小,是实现ITO薄膜图形化的理想方式。进一步研究了基于ITO掩膜的键合片深硅刻蚀能力,在硅刻蚀深度达到150μm时,掩膜只消耗了5.66 nm,刻蚀选择比高达26 500∶1,没有发现微掩膜效应。因此利用ITO掩膜实现键合片的深硅刻蚀,掩膜的生长和图形化都在常温下进行,特别适合基于硅玻璃(SOG)键合刻蚀工艺的MEMS器件制备。

  2020年11期 v.57;No.522 905-910页 [查看摘要][在线阅读][下载 1640K]
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• 原子力显微镜高精度微动扫描平台的设计

  常诞;马宗敏;魏久焱;武兴盛;许军;金晨;

  原子力显微镜(AFM)是一种表征样品表面的物理化学信息的精密仪器,高精度微动扫描平台是整个测量与表征系统的关键部件,其性能直接影响整个测量系统的性能,因此对原子力显微镜的高精度微动扫描平台进行研究具有重要意义。为使高精度微动扫描平台实现毫米级的行程以及具有台面步进和扫描位移误差达到纳米级的精度,分别对平台上的剪切型压电位移平台和压电陶瓷扫描器进行了结构设计与仿真分析,并搭建实验系统,通过对平台进行测试实验验证,设计的原子力显微镜的高精度微动扫描位移平台剪切型压电陶瓷步进间距和压电陶瓷管扫描器的扫描位移误差为纳米级,分析结果显示该平台符合设计要求。

  2020年11期 v.57;No.522 911-917页 [查看摘要][在线阅读][下载 1901K]
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• 微针加工技术的最新研究进展

  王洁;王欢;吴文渊;李以贵;

  微针作为一种新型经皮给药器具,在生物医学领域中有广泛的应用需求。结合UV-LIGA加工技术、湿法刻蚀技术、干法刻蚀技术和表面微加工技术等传统微电子机械系统(MEMS)加工技术,以及最近出现的3D打印技术、激光加工技术、拉延光刻技术和热压法等微针的特种加工技术,分析了国内外的微针制备的研究现状,简述了不同类型的微针在经皮给药应用中的优缺点,指出了微针在经皮给药中存在的技术瓶颈和解决方案,最后提出了微针在药物治疗系统、医学检测系统、智能药物的输送系统和传感器系统等方面的应用。

  2020年11期 v.57;No.522 918-930+946页 [查看摘要][在线阅读][下载 2573K]
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• 荧光粉沉淀对LED封装灯珠光色性能的影响

  王梦霞;区国权;周勤勤;杨涛;王振兴;王忆;

  着重研究了荧光粉沉淀、添加抗沉淀粉、胶水黏度以及离心工艺对封装灯珠光色性能的影响,设计出一种提高发光二极管(LED)光源光色一致性的可行性工艺方案。通过静置实验分析荧光粉预沉淀对光色性能的影响,发现其变化规律,然后利用更换高黏度胶水、加入抗沉淀粉和离心工艺等方法对光色一致性进行优化。结果表明:使用高黏度的胶水以及加入抗沉淀粉都可有效降低荧光粉沉淀的速率,提高产品光色一致性。添加抗沉淀粉可以使样品的光通量提升4%左右,显色指数降低2%左右。对样品进行离心处理后,灯珠内的粉胶密度更加稳定,荧光粉沉降现象减少,因此光色一致性显著提高。

  2020年11期 v.57;No.522 931-938页 [查看摘要][在线阅读][下载 1734K]
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• SiGe材料界面钝化研究新进展

  王瀚翔;张静;李永亮;刘文楷;

  指出锗硅高迁移率材料与高k栅介质之间界面接触存在问题,并介绍了能够优化界面的方法,即钝化工艺。总结了目前针对锗硅材料的四种钝化工艺,即硫化处理、氮化处理、硅帽层和氧化处理。与其他三种钝化工艺相比,氧钝化工艺不仅可以得到最低的界面态密度,而且对载流子迁移率和器件驱动性能影响最小。详细介绍了三种氧钝化工艺,包括等离子体氧化、高压氧化和臭氧氧化。其中,高k介质淀积后的臭氧氧化方案不仅可以在低温条件下形成高质量的界面层,还具有原位性和各向同性等特性,符合7/5 nm工艺技术节点三维器件集成技术的要求。最后对钝化工艺的发展趋势进行了展望。

  2020年11期 v.57;No.522 939-946页 [查看摘要][在线阅读][下载 1837K]
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• 第一次征文通知 第十五届固态和集成电路技术国际会议

  <正>http://www.icsict.com2020年11月3日-11月6日,昆明温德姆至尊豪廷大酒店第十五届IEEE国际固态和集成电路会议(2020IEEE15th International Conference on Solid-state and Integrated Circuit Technology,ICSICT2020)将于2020年11月3日至11月6日在昆明召开,本次会议由IEEE北京分会和复旦大学主办、云南大学和北京大学协办,并受到了IEEE EDS及SSCS学会、IET等国内外多家学术组织的支持。

  2020年11期 v.57;No.522 947-948页 [查看摘要][在线阅读][下载 1300K]
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