技术论坛

• 集成电路互连引线的研究进展

  姜国华;王楠;赵波;

  综述了集成电路互连引线的发展历史以及研究进展,从最初的铝互连引线到现在主流的铜互连引线,再到下一代碳纳米管互连引线。首先,介绍了铝作为互连引线材料的优点与其所存在的缺陷及改进方法,例如电迁移现象等问题的形成原因以及相应的克服方法。然后,探究了铜在互连方面的相关性质,分析了铜取代铝作为互连线材料的原因,并重点研究了制备铜互连线的双镶嵌工艺流程以及相关技术。最后,指出了铜互连线发展中存在的问题,讨论了碳纳米管作为下一代互连引线材料所具有的优势及其所面临的挑战,介绍了碳纳米管电子器件装配以及焊接的相关技术。

  2015年08期 v.52;No.459 477-484+536页 [查看摘要][在线阅读][下载 1143K]
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器件与技术

• 自旋波逻辑器件研究进展

  陈祥旭;王棋;张怀武;钟智勇;

  阐述了逻辑器件的研究背景,指出了传统基于硅的器件的发展面临的严峻挑战。同时,简要分析了新兴碳纳米金属氧化物半导体场效应晶体管和石墨烯金属氧化物半导体场效应晶体管的优势和不足,进而阐述了以自旋波为基础的逻辑器件在尺寸减小、功耗降低和传输速度提高等方面的显著优势和广阔的应用前景,并对其研究进展进行简要概述。分析了基于Mach-Zehnder型干涉仪、基于表面自旋波非互易性传播特性、基于弯道型波导结构以及基于磁电结构单元等构筑的自旋波逻辑器件的典型机制,并讨论了每种逻辑器件实现机制的优点与不足。最后,指出基于自旋波的逻辑器件的发展面临的挑战和发展方向。

  2015年08期 v.52;No.459 485-494页 [查看摘要][在线阅读][下载 1535K]
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• 钙钛矿型太阳电池的研究进展

  孟淼飞;马锡英;

  钙钛矿型材料因独特的氧八面体共顶点连接结构,而具有优异的热稳定性和光电特性,可作为太阳电池的光吸收层。介绍了钙钛矿型太阳电池的几种主要制备方法:如气相沉积法、溶液制备法以及溶液共蒸发法等,讨论了钙钛矿型太阳电池的几种制备方法在国内外的研究现状以及各自的优缺点。同时,介绍了几种典型的钙钛矿型材料和这些材料的一些性能参数,其中性能较为优越的是有机无机混合卤素钙钛矿型材料,其光电转换效率已经接近20%。最后,对钙钛矿型太阳电池未来的发展方向进行了展望,认为需要寻找有利于保护环境且制备成本更低的新材料,同时提高器件的稳定性。

  2015年08期 v.52;No.459 495-499页 [查看摘要][在线阅读][下载 739K]
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材料与结构

• 非晶硅薄膜连续激光晶化结构研究

  程龙;郝惠莲;刘健俣;马永品;丁伟;

  为了研究连续激光晶化的非晶硅薄膜的结构特性,采用等离子体增强化学气相沉积技术在玻璃衬底上沉积了非晶硅薄膜,用波长为532 nm的连续激光对非晶硅薄膜进行晶化,并采用喇曼光谱仪、傅里叶红外吸收光谱仪和原子力显微镜对激光晶化前后薄膜的结构和形貌进行表征。结果表明,固定激光照射时间为45 s、激光功率密度为1.914×105 W/cm2时,非晶硅薄膜开始晶化。当激光功率密度达到4.016×105 W/cm2时,薄膜晶化效果最佳。随着激光功率密度进一步增至4.872×105 W/cm2时,薄膜晶化效果变差。当固定激光功率密度保持4.016×105 W/cm2,激光照射时间为10 s时,非晶硅薄膜开始晶化,激光照射时间为45 s时晶化效果最佳。上述研究结果对采用连续激光晶化法制备多晶硅薄膜具有一定的指导意义。

  2015年08期 v.52;No.459 500-504+525页 [查看摘要][在线阅读][下载 866K]
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MEMS与传感器

• 基于核酸适体生物传感器检测多巴胺研究进展

  姜利英;周鹏磊;肖小楠;闫艳霞;张培;

  基于核酸适体生物传感器检测多巴胺的不同原理,分别概述了电化学核酸适体传感器和光学核酸适体传感器检测多巴胺。这两种多巴胺的检测方法与传统方法相比具有明显的优势,如检测时间短、更易操作及检测范围更广等。采用这两种传感器检测多巴胺的浓度都已达到皮摩尔级的水平,响应时间小于1 s,且由于多巴胺适体的存在传感器表现出对多巴胺高度的特异性。未来将会把纳米技术和核酸适体传感器检测多巴胺紧密结合,从而大幅提高传感器的检测性能,同时核酸适体传感器检测多巴胺会向着集成化和便携式方向发展,以期能够得到更好的实际应用。

  2015年08期 v.52;No.459 505-510页 [查看摘要][在线阅读][下载 210K]
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• 磁致纳米生物传感器食品病原体检测研究进展

  林青;姚宝殿;程忠阳;

  阐述了生物传感器在病原体检测中的意义、研究与进展,并提出了一种新型的基于纳米磁性材料磁致伸缩特性的生物传感器,即磁致伸缩纳米生物传感器(magnetostrictive nano-biosensor,MNBS)。与传统的生物传感器不同,MNBS传感器在外加磁场作用下不仅可以检测液态食物中的病原体,而且可以在非液态食物中位移,完成病原体的实时检测。此外,MNBS传感器检测周期短,操作简单,且检测成本低。完成检测后,MNBS传感器还可以在外加磁场的作用下,从食物中分离、回收,并可重复利用,大幅降低了经济成本。对MNBS传感器的制备工艺、病原体检测机制以及未来的发展方向等进行了详细说明。

  2015年08期 v.52;No.459 511-515页 [查看摘要][在线阅读][下载 686K]
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• 热Σ-Δ调制技术及在MEMS气体传感器中的应用

  张旭辉;徐爱东;

  微加热器是MEMS气体传感器的重要功能部件,其结构设计与温度控制是MEMS气体传感器设计的重要环节。针对一类典型MEMS气体传感器设计了一款采用热Σ-Δ调制技术的电路,对其微加热器进行闭环温度控制,相比传统的模拟闭环控制电路,该电路结构简单,对元件失配性要求低,在实现温度控制的同时实现了加热器激励信号的数字化。此外,作为调节控制的MOS管工作在开关状态,显著降低其功耗和对功率容量的要求。重点介绍了微加热器的热电等效模型、热Σ-Δ调制控制的基本工作原理、实现电路与测试结果等,实验数据表明微加热器温度控制环路信噪比可达60 dB以上。将其应用于一款可探测挥发性有机物(VOC)的MEMS气体传感器,温度控制稳定性达到0.75%,满足了传感器性能要求。

  2015年08期 v.52;No.459 516-520页 [查看摘要][在线阅读][下载 569K]
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加工、测量与设备

• 三维石墨烯的制备及其影响因素

  杨城;杜政;李明柱;张艳;

  采用绿色还原剂L-抗坏血酸还原氧化石墨烯(GO),在常压、较低的温度下快速制备三维石墨烯。通过对反应物GO质量浓度和还原剂质量的比较以及对反应过程的实时监控,发现二者与三维石墨烯的形成密切相关。当GO质量浓度和L-抗坏血酸的质量浓度较低时,由于反应速率慢导致石墨烯无法形成稳定的三维结构。只有增大GO质量浓度和L-抗坏血酸的质量浓度、加快反应速率才能形成三维微孔结构石墨烯。通过冷冻干燥形成的石墨烯气凝胶具有优异的机械强度。比较SEM图可知,GO的质量浓度与三维石墨烯的内部形貌存在一定关联,可以通过控制GO质量浓度以及L-抗坏血酸的量制备不同形貌的三维石墨烯。

  2015年08期 v.52;No.459 521-525页 [查看摘要][在线阅读][下载 725K]
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• 碱性铜粗抛液中各组分对铜去除速率的影响

  王月霞;刘玉岭;王辰伟;闫辰奇;

  针对不含腐蚀抑制剂苯并三唑(BTA)的碱性铜粗抛(P1)液,研究各成分对铜膜去除速率的影响,选出一种合适的具有高速率的碱性铜粗抛液。实验结果表明:当SiO2磨料体积分数为0.25%、螯合剂(FA/OⅡ)体积分数为0.3%、氧化剂体积分数为0.05%、非离子表面活性剂体积分数为0.3%时,此抛光液铜膜去除速率为602.364 nm/min,达到了工业去除速率的要求,对3英寸(1英寸=2.54 cm)铜膜表面的形貌具有较好的改善作用。

  2015年08期 v.52;No.459 526-530页 [查看摘要][在线阅读][下载 546K]
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• 颗粒表面电荷对电阻脉冲法测量粒径的影响

  倪文学;孙润哲;王成法;李珺;潘新祥;宋永欣;

  报道了颗粒表面带电量对电阻脉冲(RPS)法测量颗粒粒径的影响规律。利用微流控芯片颗粒差分电阻脉冲检测系统实验测得了磷酸盐缓冲液(PBS)、1.0 mmol/L的十二烷基硫酸钠(SDS)阴离子表面活性剂溶液和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)阳离子表面活性剂溶液中,直径为2μm聚苯乙烯颗粒经过检测区产生的脉冲信号幅值,并计算获得了颗粒有效粒径。研究结果表明:在相同电压下,经表面活性剂处理后的颗粒产生的RPS信号幅值比未处理的大,该现象可以通过带有高表面电荷的聚苯乙烯颗粒的双电层变厚进行解释。研究成果有助于全面认识电阻脉冲法对于测量带有高表面电荷颗粒的粒径的影响程度。

  2015年08期 v.52;No.459 531-536页 [查看摘要][在线阅读][下载 779K]
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• 微米级光栅样片的研制及关键质量参数的评价

  赵琳;刘庆纲;梁法国;李锁印;许晓青;赵革艳;赵新宇;翟玉卫;

  论述了扫描电子显微镜(SEM)应用的广泛性以及光栅样片用于校准扫描电子显微镜的重要性,从选材、图形设计及加工制作等几个方面设计并研制了微米级光栅样片。为方便校准扫描电子显微镜的不同放大倍率,采用分区域图形设计方法将7个不同尺寸的样片结构分布在同一模板上。设计了对样片的关键质量参数(如栅条的直线度及均匀性)的评价方法,并对已试制的光栅样片的栅条宽度、直线度以及均匀性进行了测量。以周期尺寸为2和10μm的样片为例,分析了样片关键质量参数的测量数据。分析结果表明,研制的样片符合作为校准扫描电子显微镜的标准样片的基本条件。

  2015年08期 v.52;No.459 537-541页 [查看摘要][在线阅读][下载 521K]
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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半导体激光器、固态激光器和光纤激光器三大系列激光器。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,连续功率达到3 000 W,脉冲功率达到5 000 W,应用于固态激光器泵浦、光纤激光器泵浦、绿

  2015年08期 v.52;No.459 542页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K]
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• 第11届国际专用集成电路会议第一次征稿通知

  <正>http://www.asicon.org2015年11月3—6日,中国成都望江宾馆主办单位国际电机与电子工程师协会北京分会(IEEE Beijing Section)协办单位复旦大学支持单位中国电子科技大学IEEE SSCS上海分支会IET上海分会IEEE EDS上海分支会中国电子学会(CIE)

  2015年08期 v.52;No.459 543-544页 [查看摘要][在线阅读][下载 117K]
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