高k材料用作纳米级MOS晶体管栅介质薄层下

“半导体技术”2008年第二期趋势与展望93－高k材料用作纳米级MOS晶体管栅介质薄层（下）翁妍，汪辉98－塑封微电子器件失效机理研究进展李新，周毅，孙承松102－光电光窗的封接技术李成涛，沈卓身技术专栏（新型半导体材料）106－(Bi3.7Dy0.3)(Ti2.8V0.2)O12铁电薄膜的制备及退火影响唐俊雄, 唐明华, 杨锋, 等109－掺Al富Si/SiO2薄膜制备及紫外发光特性研究王国立, 郭亨群113－氧分压对锰掺杂氧化锌结构及吸收性能的影响杨兵初, 张丽, 马学龙, 等117－升级冶金级Si衬底上ECR-PECVD沉积多晶Si薄膜崔洪涛, 吴爱民, 秦福文, 等121－用XPS法研究SiO2/4H-SiC界面的组成赵亮, 王德君, 马继开, 等126－Al在生长InGaN材料中的表面活化效应袁凤坡, 尹甲运, 刘波, 等器件制造与应用129－4H-SiC MESFET直流I-V特性解析模型任学峰, 杨银堂, 贾护军133－6H-和4H-SiC功率VDMOS的比较与分析张娟, 柴常春, 杨银堂, 等137－智能LED节能照明系统的设计赵玲, 朱安庆141－InP基谐振隧穿二极管的研究李亚丽，张雄文，冯震，等144－氧化硅在改善双极型晶体管特性上的作用王友彬，汪辉工艺技术与材料147－低温退火制备Ti/4H-SiC欧姆接触陈素华, 王海波, 赵亮, 等151－精密掩模清洗及保护膜安装工艺赵延峰封装、测试与设备155－测量计算金属－半导体接触电阻率的方法李鸿渐，石瑛160－热超声倒装过程中的建模和多参量仿真李丽敏，吴运新，隆志力集成电路设计与开发164－微波宽带单片集成电路二分频器的设计与实现陈凤霞，默立冬，吴思汉167－基于分组网络结构NOC的蚁群路由算法陈青, 郝跃, 蔡觉平171－基于ARM＋FPGA的大屏幕显示器控制系统设计陈炳权176－新型异步树型仲裁器设计徐阳扬，周端，杨银堂，等179－一种用于高速ADC的采样保持电路的设计林佳明，戴庆元，谢詹奇，等技术产品专栏183－飞思卡尔升级高品质车用i.MX应用处理器产业新闻184－综合新闻趋势与展望93－高k材料用作纳米级MOS晶体管栅介质薄层（下）翁妍，汪辉（上海交通大学微电子学院，上海２０００３０）摘要：随着45nm及32nm技术节点的来临，高介电常数（high k）材料成为代替SiO2作为栅介质薄层材料的较好选择，但是大多数高k材料是离子金属氧化物，其基本物理性能和材料特性不仅导致了很多不可靠因素，还会造成电学性能的损失。

简述了高k材料的一些电学性能以及频率变化的电荷泵技术在高k栅介质薄层探测到的缺陷深度，总结了高k材料的基本限制及主要问题，并且介绍了未来技术节点的可能解决方案。

关键词：栅介质薄层；高介电常数；电学结果98-塑封微电子器件失效机理研究进展李新，周毅，孙承松（沈阳工业大学信息科学与工程学院，沈阳１１００２３）摘要：塑封器件在现在的封装产业中具有无可比拟的优势，相关研究引起了人们广泛关注。

简要介绍了塑封微电子器件的发展史，以及国内外塑封器件可靠性的研究现状。

对塑封器件的主要失效机理研究进展进行深入探讨，如腐蚀、分层、开裂等，提出了几种提高塑封器件可靠性的措施。

论述了用于塑封器件质量评估的试验方法，并展望了塑封器件在军工领域的潜在应用前景。

关键词：失效机理；塑封；微电子器件102-光电光窗的封接技术李成涛，沈卓身（北京科技大学材料科学与工程学院北京１０００８３）摘要：光电器件的封接技术作为MOEMS技术中的重要组成部分，影响着光电器件的应用和发展。

光窗是光电器件主要的封装形式之一，一直受到科学研究的重视。

新技术被不断地引入到光窗生产实践中，希望能够达到降低生产成本，提高光电器件性能的要求，并能形成统一的工业生产方法和标准。

介绍光电光窗封接技术在微电子封装中的应用及其所需要的一般条件。

比较现有各种光窗封接技术的优缺点，指出在此领域内未来封接技术的发展趋势。

关键词：微光机电系统；光窗；光电光窗封接技术技术专栏（新型半导体材料）106－(Bi3.7Dy0.3)(Ti2.8V0.2)O12 铁电薄膜的制备及退火影响唐俊雄，唐明华，杨锋，张俊杰，周益春，郑学军（湘潭大学材料与光电物理学院低维材料及应用技术教育部重点实验室，湖南湘潭４１１１０５）摘要：铁电材料在铁电存储器等领域具有良好的应用前景，受到极大的关注，其中铋层状铁电薄膜因为其良好的铁电性，得到了广泛的研究。

采用溶胶-凝胶法在Pt(111) / Ti / SiO2 / Si(100) 基底成功沉积出(Bi3.7Dy0.3)(Ti2.8V0.2)O12 (BDTV)的A、B位同时掺杂的铁电薄膜，发现这种双掺能够显著改善薄膜的铁电性。

研究了650～800℃不同退火温度下，BDTV铁电薄膜的铁电性能、晶体结构及表面形貌变化。

通过SEM分析发现，温度为750℃时，薄膜的颗粒生长较好，薄膜的铁电性能最佳。

关键词：BDTV铁电薄膜；溶胶凝胶；表面形貌；铁电性109－掺Al富Si/SiO2薄膜制备及紫外发光特性研究王国立，郭亨群（华侨大学信息科学与工程学院，福建泉州３６２０２１）摘要：采用射频磁控溅射技术制备出掺Al的富Si/SiO2复合薄膜，以不同退火温度对样品进行热处理。

对样品进行X射线衍射（XRD）、X 射线光电子能谱（XPS）、红外吸收光谱（FTIR）、光致发光（PL）和光致发光激发谱（PLE）检测。

结果表明SiO2薄膜中存在纳米Si 晶粒，并且含有AlO x成分。

室温下，可以观察到位于3.24～3.42eV 的较强紫外光致发光，其发光强度随退火温度和Al含量的变化而变化。

分析表明该发光带与SiO2中的氧空位缺陷有关，缺陷分布与纳米Si的形成以及不同Al含量的氧化有关，从而影响薄膜发光强度。

关键词：纳米硅／二氧化硅；铝掺杂；紫外光致发光；射频磁控溅射113－氧分压对锰掺杂氧化锌结构及吸收性能的影响杨兵初，张丽，马学龙，颜建堂（中南大学物理科学与技术学院，长沙４１００８３）摘要：采用直流磁控溅射的方法，在玻璃衬底上沉积了Zn0.93Mn0.07O 薄膜，研究了氧分压对薄膜结构及吸收性能的影响。

X 射线光电子能谱（XPS）测试结果表明，Mn2+ 取代了ZnO 中的大部分Zn2+，但还掺杂有少量的MnO2 分子。

X射线衍射测试（XRD）结果显示，Zn0.93Mn0.70O 薄膜都具有高度的C轴择优取向，在氧分压为0.4时，薄膜具有最小的半高宽及最大的晶粒尺寸。

由于伯斯坦莫斯效应，Zn0.93Mn0.07O薄膜光吸收跃迁过程只能在价带态和费米能级附近及以上的导带空态之间发生，与纯ZnO薄膜吸收谱线相比，吸收边产生了蓝移，同时还伴随有导带尾跃迁的发生。

研究表明，这是由3d5多重能级的d-d跃迁而引起的。

经过计算，氧分压为0.4时，Zn0.93Mn0.07O 薄膜的禁带宽度是最大的，这可能是由交换作用的减弱而引起的。

关键词：锰掺杂氧化锌薄膜；磁控溅射；氧分压；吸收特性117-升级冶金级Si衬底上ECR-PECVD沉积多晶Si薄膜崔洪涛1a,c, 吴爱民1a,c, 秦福文1b,c, 谭毅1a,c, 闻立时1a,c, 姜辛1a,c,2（1.大连理工大学，a.材料科学与工程学院；b.物理与光电工程学院；c.三束材料改性国家重点实验室，辽宁大连 116024；2.锡根大学材料工程研究所，德国锡根57076）摘要：成功地应用电子回旋共振微波等离子体增强化学气相沉积（ECR-PECVD）法在升级冶金级Si衬底上175℃低温条件下沉积了一层优质多晶Si薄膜。

研究了压强、流量比对多晶Si薄膜质量的影响，并用Raman、RHEED、SEM、XRD对薄膜结晶性、晶粒大小及显微组织结构进行了表征。

发现在恒定气压下，结晶质量随流量比增大先变好后变差，即存在最佳流量比，0.16Pa对应10:5，而0.4Pa对应10:6.8。

关键词：硅衬底;电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积;多晶硅薄膜121-用XPS法研究SiO2/4H-SiC界面的组成赵亮，王德君，马继开，陈素华，王海波（大连理工大学电子系，辽宁大连１１６０２３）摘要：利用X射线光电子谱（XPS）研究了高温氧化形成的SiO2/4H-SiC 界面的化学组成。

获取低浓度HF酸刻蚀速度基础上制备出超薄氧化膜（1～1.5 nm）样品，并借助标准物对照法辅助谱峰分析。

结果表明，高温氧化SiO2/4H-SiC界面，类石墨碳较多，除Si1+成分外，还存在Si2+和Si3+两种低值氧化物。

三种工艺处理后界面成分含量的对比，指出界面成分可通过合理工艺有效控制，以C-V测试曲线印证了界面成分减少对电学特性的改善。

关键词：二氧化硅／碳化硅；4H-碳化硅；X射线光电子谱；超薄氧化膜126- Al 在生长InGaN 材料中的表面活化效应袁凤坡，尹甲运，刘波，梁栋，冯志宏（河北半导体研究所，专用集成电路国家级重点实验室，石家庄０５００５１）摘要：为了解决材料的界面平整度，改善材料的晶体质量，在Ⅲ-Ⅴ族氮化物（InGaN）材料的生长过程中，加入了Al掺杂剂。

实验发现，InGaN 材料的双晶衍射半宽从533 arcsec（非掺Al）下降到399 arcsec（轻掺Al），PL光谱半宽变窄，从21.4 nm（非掺Al）降为20.9 nm（轻掺Al）。

研究结果表明，Al作为活性剂明显提高了InGaN 材料质量，这将对改善LED和LD多量子阱材料和器件质量带来积极影响，目前还没有相关的文献报道。

关键词：金属有机物化学汽相淀积；氮化镓；铟镓氮；铝活性剂器件制造与应用129- 4H-SiC MESFET直流I-V特性解析模型任学峰，杨银堂，贾护军（西安电子科技大学微电子学院，宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室，西安 710071）摘要：提出了一种改进的4H-SiC MESFET非线性直流解析模型，基于栅下电荷的二维分布，对该模型进行了分析，采用多参数迁移率模型描述速场关系。

在分析了电流速度饱和的基础上，考虑沟道长度调制效应对饱和区漏电流的影响，建立了基于物理的沟道长度调制效应模型，模拟结果符合高场下漏极的MC（蒙特卡罗）计算的结果。

与以前的研究模型相比较，结果说明了该研究的有效性，饱和电流的结果与实测的I-V 特性更加吻合。

关键词：4H-碳化硅；射频功率金属半导体场效应晶体管；I-V特性；解析模型133- 6H-和4H-SiC 功率VDMOS 的比较与分析张娟，柴常春，杨银堂，徐俊平（西安电子科技大学西安微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室，西安７１００７１）摘要：采用二维器件模拟器ISE TCAD 7.0，对比研究了6H-SiC和4H-SiC VDMOS的基本特性。