器件与技术

• 基于CVD单层MoS₂ FET的光电探测器

  战俊;粟雅娟;贾昆鹏;罗军;闫祥宇;

  通过化学气相沉积(CVD)工艺在SiO_2/Si衬底生长出MoS_2材料,对材料进行喇曼光谱表征,验证了单层MoS_2的存在;基于CVD生长的单层MoS_2完成了晶圆级背栅场效应晶体管(FET)光电探测器的工艺研发;对MoS_2 FET器件进行了电学特性表征,开关比可达到105数量级,场效应迁移率约为1 cm2·V-1·s-1,栅极漏电流为10-10 A数量级;对MoS2FET器件的光电特性进行了表征,该光电探测器具有普通光电导探测器的基本光电特性,其光电流随光照强度的增强以及源漏电压的增加而增加,同时由于栅极的调制提高了光电探测器的灵活性。通过控制栅极电压能够控制MoS2FET光电探测器的暗电流大小,实现对探测器η参数的有效调制。最后通过器件能带图对MoS_2 FET光电探测器的光电特性进行了阐释,为其走向实际应用奠定了理论基础。

  2017年07期 v.54;No.482 437-443页 [查看摘要][在线阅读][下载 440K]
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材料与结构

• Fe₂O₃-rGO/MoS₂复合材料的制备及其电化学特性

  张俊;王泽鹏;王秀;张萌;刘杰;连崑;胡杰;

  采用水热法合成氧化铁-石墨烯/二硫化钼(Fe_2O_3-rGO/MoS_2)复合材料。使用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对复合材料的晶体结构和微观形貌进行分析和表征。测试结果表明Fe_2O_3均匀掺杂在rGO/MoS_2复合材料中。同时,利用循环伏安法和安培滴定法对制备的Fe_2O_3-rGO/MoS_2电化学传感器的电化学性能进行测试。实验结果表明:制备的Fe_2O_3-rGO/MoS_2电化学传感器,在对亚硝酸盐检测时,其灵敏度可达0.378μA·μM~-1·cm~(-2)(1 M=1 mol/L),检出限为0.2μmol/L(信噪比为3)且具有较宽的检测范围(1.0~9 830μmol/L)和较强的抗干扰性。

  2017年07期 v.54;No.482 444-450页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
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• 富勒烯纳米流体在石墨烯纳米孔隙中的边界滑移特性

  张忠强;花宇峰;刘珍;程广贵;丁建宁;

  采用经典分子动力学方法探索了电场强度和富勒烯纳米颗粒浓度对水-富勒烯纳米流体在石墨烯纳米孔隙中Couette剪切流动特性的影响机理。结果表明:当剪切应变率超过临界剪切应变率时,边界滑移速率迅速增加,且临界剪切应变率随着电场强度的增强而增大;边界滑移速率和流体黏性值都随着富勒烯体积分数的增加而增大。当电场强度较小时,流体的流动表现为边界正滑移,但当电场强度达到临界值时,流体的流动存在边界负滑移;边界滑移速率先随着电场强度的增强而减小,直至电场强度达到临界值后,边界滑移速率随着电场强度的增强先减小后增大。富勒烯纳米流体的黏性值先随着电场强度的增强而增大,而当电场强度达到临界值后,纳米流体的黏性值则随电场强度的增强呈现先减小而后增大的趋势。

  2017年07期 v.54;No.482 451-457页 [查看摘要][在线阅读][下载 504K]
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MEMS与传感器

• ZnO修饰多针-板结构负电晕放电气体传感器

  杨天辰;张金英;何秀丽;高晓光;贾建;李建平;

  基于负电晕放电原理的气体传感器利用局部高压电场将目标气体电离,根据电离特性对气体进行识别。采用MEMS技术制备硅尖阵列电极,利用电喷ZnO纳米颗粒对电极表面进行修饰,结合金平板正电极构建了多针-板结构电晕放电气体传感器。研究了电极间距对传感器负电晕放电特性的影响,综合考虑起晕电压、信号输出范围及稳定放电范围,优化电极间距为100μm。测试了在-0.70 kV放电电压下传感器对乙酸气体的敏感特性。该传感器对乙酸气体的响应灵敏度约为1.05 mV/10-6,理论检测限(三倍噪声)约为8.6×10-6,测试范围内传感器响应同乙酸气体体积分数近似呈线性关系。实验结果表明,ZnO纳米颗粒修饰减小了放电尖端曲率半径,增加了放电尖端个数,消除了硅尖阵列之间高度和顶端曲率半径的差异,从而有效降低了起晕电压,提高了传感器对乙酸气体响应灵敏度及电晕放电的稳定性。

  2017年07期 v.54;No.482 458-464页 [查看摘要][在线阅读][下载 634K]
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• 基于MEMS技术的光泵原子磁力仪发展与应用

  张鹏;陈洪娟;桂永雷;孙立凯;崔洪亮;

  综述了光泵原子磁力仪的发展过程及技术指标,介绍了基于MEMS的光泵原子磁力仪的现状,总结了光泵原子磁力仪的主要应用。对基于MEMS技术的光泵原子磁力仪的发展应用前景提出了建议,基于MEMS技术的光泵原子磁力仪在未来也会成为空间磁场分布测量的重要手段,为航空、船舶、医疗诊断等领域提供重要支撑。微型化的原子磁力仪甚至有望集成到家用医疗设备或嵌入到可穿戴设备中去,这将成为原子磁力仪进入消费电子领域的突破口,基于MEMS技术的光泵原子磁力仪会成为新一代磁测量产品的标志,成为磁测量民用市场不可替代的产品。

  2017年07期 v.54;No.482 465-471页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K]
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• 电容式加速度传感器设计及工艺加工

  任建军;石云波;唐军;冯恒振;杜文略;

  针对精确制导的应用需求,设计了一种量程为100g"三明治"电容式加速度传感器,通过ANSYS仿真软件在100g及10 000g高过载条件下进行应力分析和模态分析,并通过Matlab分析、优化结构参数从而确定传感器敏感结构的具体尺寸。利用阻抗分析仪分析得到了传感器的静态电容为14.09 pF,结构输出灵敏度为0.281 8 pF/g,传感器的输出灵敏度为13.5μV/g。根据结构特性设计工艺流程并进行关键工艺加工:硅基质量块双面湿法腐蚀、ICP干法刻蚀及玻璃通孔电镀工艺。最终,通过实验验证电容式加速度传感器设计的可行性。

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• MEMS环形振动陀螺结构设计与仿真分析

  寇志伟;曹慧亮;刘俊;冯恒振;任建军;连树仁;

  针对轴对称壳形振动陀螺的工作机理与振动特性,提出了一种新颖的全对称U型梁MEMS环形波动陀螺,并分析了其工作原理、振动特性与敏感工作方式。在此基础上应用ANSYS有限元分析软件建立了该环形振动陀螺谐振结构的有限元模型,分别进行了模态分析、谐响应分析、瞬态冲击响应分析与静力分析。仿真分析结果显示该环形陀螺驱动与敏感模态固有频率的频差为33 Hz,工作模态的频率匹配性较好;工作模态与其他振动模态的最小频差为1 032 Hz,能够有效抵抗环境振动的干扰;谐振结构在10 000g的瞬态冲击作用下最大应力为39.5 MPa,可以正常稳定工作。

  2017年07期 v.54;No.482 479-484+491页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]
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• 水平固体表面温度梯度下硅油液滴运动

  孙涛;姜存华;沈达鹏;丁建宁;袁宁一;

  液滴的操控技术成为当今微流体技术的重要发展方向,气-液、气-固、固-液等界面问题日益突出。首先通过实验方法,研究了在水平固体表面液滴由温度梯度引起的热毛细迁移行为,从理论方面分析了温度梯度、接触角滞后作用对液滴迁移速度的影响。然后通过数值模拟方法求解N-S方程耦合能量方程,获得硅油液滴运动过程内部温度场和流场的变化过程。结果表明:当基底存在温度梯度时,液滴在基底表面会向冷端迁移,并伴随着接触角滞后现象,表面张力梯度作用使液滴内部产生两个涡胞,涡胞的发展影响液滴的迁移过程,两个涡胞发展为单个涡胞,液滴迁移速度趋于稳定。

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加工、测量与设备

• 阻挡层CMP中铜钴电偶腐蚀的影响因素

  付蕾;刘玉岭;王辰伟;张文倩;马欣;韩丽楠;

  在Co化学机械抛光(CMP)过程中,Co的化学反应活性强于Cu,Co/Cu界面存在较大的电化学腐蚀电位差。采用动电位扫描电化学技术,表征金属铜钴表面的电化学反应。采用降低Cu/Co接触腐蚀电位差的方法,表征铜钴电偶腐蚀。研究了阻挡层CMP中影响铜钴电偶腐蚀的几个因素:pH值、H_2O_2和FA/O螯合剂;并对其控制机理进行了深入的研究。实验结果表明:pH值对钴的腐蚀电位影响较大,对铜的腐蚀电位影响不大,随着pH值的增加降低了铜和钴的腐蚀电位差;在碱性环境下,H_2O_2可降低Cu和Co的腐蚀电位差(最小可降到3 mV),可有效抑制Cu和Co之间电偶腐蚀现象的产生;在H_2O_2基电解液中添加适量的FA/O螯合剂有助于降低Cu和Co的腐蚀电位差,对抑制Cu和Co电偶腐蚀现象的产生具有重大的作用。

  2017年07期 v.54;No.482 492-498+504页 [查看摘要][在线阅读][下载 476K]
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• 碳化硅ICP刻蚀的掩膜材料

  孙亚楠;石云波;王华;任建军;杨阳;

  SiC材料由于具有非常强的化学稳定性与机械硬度,不能用酸或碱性溶液对其进行腐蚀,在MEMS制备工艺中,通常采用干法刻蚀来制备SiC结构。针对干法刻蚀中遇到的问题,比较了光刻胶、Al和Ni等多种掩膜材料对SiC刻蚀的影响以及SiC与掩膜材料的选择比。实验证明,光刻胶作为掩膜,与SiC的选择比约为1.67,并且得到的台阶垂直度较差。Al与SiC的选择比约为7,但是致密性差,并且有微掩膜效应。金属Ni与SiC的选择比约为20,并且得到的台阶比较垂直且刻蚀形貌良好。最后,使用Ni作为掩膜材料对SiC压阻式加速度传感器的背腔和压敏电阻进行了电感耦合等离子体(ICP)刻蚀。

  2017年07期 v.54;No.482 499-504页 [查看摘要][在线阅读][下载 601K]
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• 中国电子科技集团公司第十三研究所激光器产品推介

  <正>中国电子科技集团公司第十三研究所研发生产了半导体激光器、固态激光器和光纤激光器三大系列激光器。其中,半导体激光器以高功率为主要特点,在800~1 064 nm近红外波段,连续激光器功率达到4 000 W,脉冲激光器峰值功率达到5 000 W,应用于固态激光器泵浦、光纤激光器泵浦、红外照明、望远镜测距、汽车防撞和激光雷达等领域。最近研制成功波长锁定激光二极管阵列及高亮度光纤耦合激光器。波长锁定激光二极管阵列,功率500~3 000 W,波

  2017年07期 v.54;No.482 443页 [查看摘要][在线阅读][下载 97K]
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• 征稿通知 第12届国际专用集成电路会议

  <正>http://www.asicon.orgThe IEEE 12thInternational Conference on ASIC2017年10月25-28日,贵阳,中国大会共主席Chenming Hu Ting-Ao Tang Jan Van der Spiegei Richard.M.M.Chen Satoshi Goto Yong Lian顾问委员会共主席Yangyuan Wang Omar Wing Hiroshi Iwai Qianling Zhang程序委员会共主席Zhiliang Hong Hidetoshi Onodera

  2017年07期 v.54;No.482 505-506页 [查看摘要][在线阅读][下载 92K]
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• 第十一届中国半导体行业协会半导体分立器件年会暨2017’中国半导体器件创新产品与应用及产业发展论坛第一轮会议通知

  <正>一、会议组织机构指导单位:中华人民共和国工业和信息化部电子信息司主办单位:中国半导体行业协会西安高新区管理委员会承办单位:中国半导体行业协会半导体分立器件分会陕西省半导体行业协会西安电子科技大学专用集成电路重点实验室河北普兴电子科技股份有限公司中国电子科技集团公司第十三研究所协办单位:合肥锐拓科技信息服务有限公司《半导体技术》编辑部《微纳电子技术》编辑部

  2017年07期 v.54;No.482 507页 [查看摘要][在线阅读][下载 33K]
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• 第十届中国微纳电子技术交流与学术研讨会会议通知(第一轮)

  <正>微纳电子技术涉及电子、机械、物理、化学、生物、医学、材料、制造、测试等多学科领域,是一门多学科交叉渗透和综合的高新技术,是未来技术更新换代和新兴产业发展的重要基础。为进一步推动我国微纳电子技术的快速发展,为大家提供一个了解国内外微纳电子技术最新发展动态的交流平台,第十届"中国微纳电子技术交流与学术研讨会"定于2017年7月24-27日在西安市举行。大会特邀海内外微纳电子技术领域的知名院士、专家、教授等作大会主题报告,欢迎海内

  2017年07期 v.54;No.482 508页 [查看摘要][在线阅读][下载 34K]
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