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高探测效率CMOS单光子雪崩二极管器件 被引量：6
1
作者 王巍 鲍孝圆 +3 位作者 陈丽 徐媛媛 陈婷 王冠宇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期150-155,共6页
基于标准0.35μm CMOS工艺设计了一种单光子雪崩二极管器件.采用p＋n阱型二极管结构,同时引进保护环与深n阱结构以提高单光子雪崩二极管性能;研究了扩散n阱保护环宽度对雪崩击穿特性的影响;对器件的电场分布、击穿特性、光子探测效率、... 基于标准0.35μm CMOS工艺设计了一种单光子雪崩二极管器件.采用p＋n阱型二极管结构,同时引进保护环与深n阱结构以提高单光子雪崩二极管性能;研究了扩散n阱保护环宽度对雪崩击穿特性的影响;对器件的电场分布、击穿特性、光子探测效率、频率响应等特性进行了分析.仿真结果表明：所设计的单光子雪崩二极管器件结构直径为10μm,扩散n阱保护环宽度为1μm时,雪崩击穿电压为13.2 V,3 dB带宽可达1.6 GHz;过偏压为1 V、2 V时最大探测效率分别高达52%和55%;在波长500~800 nm之间器件响应度较好,波长为680 nm时单位响应度峰值高达0.45 A/W. 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 标准0.35μm cmos工艺 保护环 深n阱 响应度 3DB带宽 光子探测效率
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高光电探测效率CMOS单光子雪崩二极管器件 被引量：6
2
作者 王巍 陈婷 +5 位作者 李俊峰 何雍春 王冠宇 唐政维 袁军 王广 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1-7,共7页
基于0.18μm CMOS工艺技术,制作了单光子雪崩二极管,可对650~950nm波段的微弱光进行有效探测.该器件采用P^+/N阱结构,P^+层深度较深,以提高对长光波的光子探测效率与响应度;采用低掺杂深N阱增大耗尽层厚度,可以提高探测灵敏度;深N阱与... 基于0.18μm CMOS工艺技术,制作了单光子雪崩二极管,可对650~950nm波段的微弱光进行有效探测.该器件采用P^+/N阱结构,P^+层深度较深,以提高对长光波的光子探测效率与响应度;采用低掺杂深N阱增大耗尽层厚度,可以提高探测灵敏度;深N阱与衬底形成的PN结可有效隔离衬底,降低衬底噪声;采用P阱保护环结构以预防过早边缘击穿现象.通过理论分析确定器件的基本结构参数及工艺参数,并对器件性能进行优化设计.实验结果表明,单光子雪崩二极管的窗口直径为10μm,器件的反向击穿电压为18.4V左右.用光强为0.001 W/cm^2的光照射,650nm处达到0.495A/W的响应度峰值;在2V的过偏压下,650~950nm波段范围内光子探测效率均高于30%,随着反向偏压的适当增大,探测效率有所提升. 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 标准0.18μm cmos工艺 深N阱 保护环 击穿特性 响应度 光子探测效率
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标准CMOS工艺低压栅控硅发光器件设计与制备
3
作者 吴克军 李则鹏 +4 位作者 张宁 朱坤峰 易波 赵建明 徐开凯 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1013-1018,共6页
本文采用0.18μm标准CMOS工艺设计并制备了一种MOS结构的低压栅控硅基发光器件.该光源器件内部采用n^(+)-p^(+)-p^(+)-n^(+)-p^(+)-p^(+)-n^(+)的叉指结构,在相邻两个p^(+)有源区之间覆盖多晶硅栅作为第三端控制电极,用于在源/漏区边缘... 本文采用0.18μm标准CMOS工艺设计并制备了一种MOS结构的低压栅控硅基发光器件.该光源器件内部采用n^(+)-p^(+)-p^(+)-n^(+)-p^(+)-p^(+)-n^(+)的叉指结构,在相邻两个p^(+)有源区之间覆盖多晶硅栅作为第三端控制电极,用于在源/漏区边缘形成场诱导结,降低p^(+)/n-well结的反向击穿电压,提高器件发光功率.测试结果表明,该光源器件可以发射420nm~780nm的黄色可见光,在3V的正向栅压下,p^(+)/n-well发光二极管的反向击穿电压下降到3V以下,光输出功率提高至2倍以上.本文设计的光源器件工作电压较低,并且与CMOS工艺完全兼容,可以与其他CMOS电路共用电源并且实现单片集成,在硅基光电子集成领域具有一定的应用价值. 展开更多
关键词 微电子 硅基发光二极管 标准cmos工艺 光电集成
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基于标准CMOS工艺线性APD倍增区的优化仿真 被引量：2
4
作者 鞠国豪 程正喜 +1 位作者 陈永平 钟燕平 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期184-191,199,共9页
采用标准CMOS工艺制备的n^+-p-π-p^+结构的线性APD,其倍增区p层的掺杂分布极大地影响着器件的性能.采用Silvaco仿真软件对倍增区p层进行了设计仿真,研究了p层的注入剂量和注入峰值浓度深度对器件特性的影响.仿真结果表明,设定器件增益... 采用标准CMOS工艺制备的n^+-p-π-p^+结构的线性APD,其倍增区p层的掺杂分布极大地影响着器件的性能.采用Silvaco仿真软件对倍增区p层进行了设计仿真,研究了p层的注入剂量和注入峰值浓度深度对器件特性的影响.仿真结果表明,设定器件增益为50,在p层的最佳注入剂量为1.82×10^(12)/cm^2,峰值浓度深度为2.1μm左右的最佳工艺条件下,器件的工作电压为73.1 V,过剩噪声因子为4.59,过剩噪声指数在0.34~0.45之间(波长λ=800 nm),优于目前已报道的结果.通过工艺的优化,器件的性能可以得到进一步提高. 展开更多
关键词 标准cmos工艺 线性APD 掺杂分布 峰值浓度深度 仿真
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用于气体传感器的微热板工艺流程与性能对比 被引量：11
5
作者 李中洲 余隽 +2 位作者 周君伟 耿万鑫 唐祯安 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第1期17-20,共4页
微热板式气体传感器具有功耗低、体积小和灵敏度高等优点,具有良好的产业化前景,而传感器芯片批量制造成品率与单芯片加工成本是其能否产业化的关键。在传感器芯片批量制造中引入成熟标准CMOS工艺,采用四臂支撑悬空结构,以钨为加热丝,... 微热板式气体传感器具有功耗低、体积小和灵敏度高等优点,具有良好的产业化前景,而传感器芯片批量制造成品率与单芯片加工成本是其能否产业化的关键。在传感器芯片批量制造中引入成熟标准CMOS工艺,采用四臂支撑悬空结构,以钨为加热丝,多层介质薄膜为机械支撑膜,顶层金属为气敏电极;作为对比,同时设计了MEMS工艺流程,制造了以铂为加热丝,PECVD氧化硅和氮化硅为机械支撑膜,黄金气敏电极的相同结构传感器芯片。对比了工艺成本和器件性能,CMOS微热板芯片的功耗、热响应、热稳定性以及成本等性能均达到甚至优于MEMS微热板水平。由于CMOS工艺线量产能力和加工精度均优于常见MEMS工艺线,因此单芯片成本更低,集成度更高,非常适合微热板式气体传感器阵列芯片的产业化生产制造。 展开更多
关键词 微热板气体传感器 标准cmos工艺 MEMS工艺 热稳定性
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衍射光学元件成套制造技术研究进展 被引量：5
6
作者 谢常青 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第15期1815-1827,共13页
从图形数据处理、先进光刻、图形转移和大面积高可靠集成4方面开展衍射光学元件关键制造技术研究。在兼容标准CMOS工艺的基础上,提出了高精度、多功能(高保真、高深宽比、高面形、多元化衬基等)、大面积衍射光学元件成套制造技术。研发... 从图形数据处理、先进光刻、图形转移和大面积高可靠集成4方面开展衍射光学元件关键制造技术研究。在兼容标准CMOS工艺的基础上,提出了高精度、多功能(高保真、高深宽比、高面形、多元化衬基等)、大面积衍射光学元件成套制造技术。研发了精度优于2 nm的复杂图形光刻数据处理体系,提出了混合光刻方法,建立了加法(剥离、电镀)和减法(干法刻蚀、金属辅助化学刻蚀)两种类型、四种图形转移基础方法。实现了从微米尺度到亚10 nm尺度的图形生成,高宽比达12∶1的25 nmAu结构和深宽比达500∶1的30 nmAl_(2)O_(3)纳米管图形转移。在熔石英、多层膜、SiC自支撑薄膜、高面形硅片等衬基上大面积集成制造了多种衍射光学元件,最大面积为142 mm×142 mm,最大自支撑口径达70 mm,最高面形精度PV值达0.03λ,覆盖了可见光到硬X射线波段衍射光学元件的制造需求,能够应用于先进光刻机、同步辐射、激光聚变及X射线天文学中。 展开更多
关键词 衍射光学元件 先进光刻 标准cmos工艺 GDSII数据处理 图形转移
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可嵌入RFID标签的低功耗单栅非易失性存储器
7
作者 杨亚楠 杨晓龙 陈力颖 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期16-21,共6页
采用Skysilicon 0.35μm标准CMOS工艺设计并制造了一种可嵌入射频识别(RFID)标签的低功耗单栅非易失性存储器(SPNVM)。与传统的采用双栅工艺制造的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和快闪存储器相比较,所提出的单栅存储器具有更低的制... 采用Skysilicon 0.35μm标准CMOS工艺设计并制造了一种可嵌入射频识别(RFID)标签的低功耗单栅非易失性存储器(SPNVM)。与传统的采用双栅工艺制造的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和快闪存储器相比较,所提出的单栅存储器具有更低的制造成本和功耗,更多的可编程次数以及更简单的控制电路。该存储器是将三个MOS晶体管的栅极连在一起作为等效浮栅,数据以电压的形式输出。利用Fowler-Nordheim电子隧穿机制对浮栅注入或泄放电子,这使得编程过程可以自动停止,且浮栅不会被过度编程。所提出的存储器结构仅使用两个正电压便可实现擦除、写入和读取操作。测试结果表明,对存储单元进行擦除和数据写入所需时间均为80 ms,存储器可以实现超过1 000次的编程循环,在芯片未封装的情况下,数据保持时间至少为14天。 展开更多
关键词 非易失性存储器(NVM) Fowler-Nordheim(FN)隧穿 射频识别(RFID) 标准cmos工艺 单栅
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RFID中非易失存储单元及灵敏放大电路的设计 被引量：2
8
作者 贾晓云 冯鹏 +2 位作者 张胜广 吴南健 刘肃 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期413-418,共6页
针对无源超高频射频识别标签芯片的应用需求设计了一种非易失性存储单元及其灵敏放大电路。该存储单元包括了两个浮栅节点并利用隧道效应(FN)隧穿机制来实现电子向浮栅的注入和擦除,因此其具有较低的编程功耗和较高的数据存储可靠性。... 针对无源超高频射频识别标签芯片的应用需求设计了一种非易失性存储单元及其灵敏放大电路。该存储单元包括了两个浮栅节点并利用隧道效应(FN)隧穿机制来实现电子向浮栅的注入和擦除,因此其具有较低的编程功耗和较高的数据存储可靠性。为了减小存储单元的面积并进一步降低编程功耗,还采用了厚度仅为4 nm的栅氧作为隧穿结。此外,还设计了一种适合于该存储单元的灵敏放大电路,不仅可以读取存储数据,还可配合存储单元进行数据的擦写操作,从而简化存储单元的设计。基于0.18μm单多晶硅标准CMOS工艺实现了该存储单元及其灵敏放大电路,其单元面积仅为108μm2,经测试表明该存储单元可配合灵敏放大电路实现数据的正确读写,编程电压约为6 V,在擦写次数达到10 000次后,仍具有1.5 V的阈值窗口。 展开更多
关键词 cmos标准工艺 非易失性 存储单元 灵敏放大电路 射频识别(RFID)
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面向无源超高频标签的低成本非易失存储器 被引量：2
9
作者 谷永胜 冯鹏 +2 位作者 张胜广 吴南健 赵柏秦 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期488-494,共7页
面向无源超高频射频识别标签芯片设计了一种低成本的非易失存储器(NVM)。采用PMOS晶体管实现存储单元,制造工艺与标准CMOS工艺兼容,可以降低制造成本。提出了一种新型的操作模式,可减轻写操作对栅氧的破坏。存储器中的所有存储单元共享... 面向无源超高频射频识别标签芯片设计了一种低成本的非易失存储器(NVM)。采用PMOS晶体管实现存储单元,制造工艺与标准CMOS工艺兼容,可以降低制造成本。提出了一种新型的操作模式,可减轻写操作对栅氧的破坏。存储器中的所有存储单元共享一个灵敏放大器,数据通过共享的灵敏放大器依次串行读出,这样既节省了面积,又降低了读操作的功耗。基于0.18μm标准CMOS工艺设计实现了存储容量为1 kbit的存储器芯片,该存储器的核心面积为0.095 mm2,并完成了实测。实测结果表明,电源电压为1.2 V,读速率为1 Mb/s时,功耗为1.08μW;写速率为3.2 kb/s时,功耗为44μW。 展开更多
关键词 射频识别(RFID) 非易失存储器(NVM) 标准cmos工艺 低成本
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变频和脉冲跳变双模式控制电荷泵的建模和实现
10
作者 施明薇 李晴平 +2 位作者 赵梦恋 陈明阳 刘胜 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期10-16,共7页
提出了一种高性能电荷泵的建模和设计实现方法。为了实现在大的负载电流变化范围内具有高转换效率和低输出电压纹波,提出了变频模式(VFM)和脉冲跳变模式(PSM)双模式控制的电荷泵,并建立了相应的数学模型以方便设计参数的分析和选取。芯... 提出了一种高性能电荷泵的建模和设计实现方法。为了实现在大的负载电流变化范围内具有高转换效率和低输出电压纹波,提出了变频模式(VFM)和脉冲跳变模式(PSM)双模式控制的电荷泵,并建立了相应的数学模型以方便设计参数的分析和选取。芯片采用TSMC0.35μm标准CMOS数模混合工艺进行设计制造,总面积约为1.4 mm×1.5 mm。测试结果表明,所设计的电荷泵在全负载电流范围内(5~100 m A)能够实现双模式的自动切换,取得较低电压纹波和较高效率,达到了设计预期,从而验证了变频和脉冲跳变双模式控制电荷泵的可行性。 展开更多
关键词 双模式控制 电荷泵 低电压纹波 高转换效率 标准cmos数模混合工艺
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