硅基超薄柔性芯片的力学和电学特性研究进展

1

作者 洪敏 陈仙 +3 位作者 徐学良 唐新悦 张正元 张培健 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第3期472-482,共11页

全面综述了硅基超薄柔性芯片在单轴弯曲应力下的力学和电学特性研究进展,包括弯曲形变的测试方法及应力计算公式,弯曲应力对器件及单元电路响应特性的影响,以及考虑应力效应的器件建模方法。弯曲应力会导致MOSFET的迁移率、阈值电压、... 全面综述了硅基超薄柔性芯片在单轴弯曲应力下的力学和电学特性研究进展,包括弯曲形变的测试方法及应力计算公式,弯曲应力对器件及单元电路响应特性的影响,以及考虑应力效应的器件建模方法。弯曲应力会导致MOSFET的迁移率、阈值电压、漏极电流等关键电参数发生变化,且变化率与所施加的应力大小和方向均密切相关。将器件电学参数随应力变化的数学关系与常规的器件模型相结合,可得到适用于柔性可弯曲器件的紧凑模型,从而使下一代计算机辅助设计工具能够满足未来高性能柔性芯片的设计需求。 展开更多

关键词 超薄柔性芯片 弯曲应力效应 MOSFET 压阻系数 器件建模

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硅基光电探测器空间辐射效应研究进展

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作者 傅婧 付晓君 +2 位作者 魏佳男 张培健 郭安然 《集成电路与嵌入式系统》 2024年第3期6-12,共7页

硅基光电子技术结合了高集成度的大规模集成电路制造技术与光电子芯片的大带宽、高速率等优势,推动硅基光电器件在高能物理实验、医学影像和高能粒子碰撞器等领域的广泛应用。然而,应用于空间环境和医疗探测器的光电探测器在运行周期中... 硅基光电子技术结合了高集成度的大规模集成电路制造技术与光电子芯片的大带宽、高速率等优势,推动硅基光电器件在高能物理实验、医学影像和高能粒子碰撞器等领域的广泛应用。然而,应用于空间环境和医疗探测器的光电探测器在运行周期中预计会受到~10^(12)particles/cm^(2)的累积注量,而应用于大型粒子对撞机的新型探测器则要经受~10^(14)particles/cm^(2)的辐射注量。本文详细阐述了硅基光电探测器的空间辐射效应研究现状,主要包括不同粒子辐照后硅基光电二极管、雪崩光电二极管、单光子探测器以及光电倍增管等主流光电探测器的辐射效应研究进展。研究结果表明,探测器抗电离总剂量性能较好,位移损伤是导致其关键性能参数退化的主要原因,由于工作原理差异,各类器件在辐射环境中表现出不同退化行为和作用机理。 展开更多

关键词 硅基光电探测器 空间辐射 电离总剂量效应 位移效应 单粒子效应

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新一代超高速SiGe BiCMOS工艺研究进展

3

作者 马羽 张培健 +2 位作者 徐学良 陈仙 易孝辉 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第2期272-285,共14页

综述了近年来国际上SiGe BiCMOS工艺的最新研究成果和工艺量产情况,具体展现和讨论了不同机构所研发的器件结构、工艺流程及其性能,并且展望了器件及工艺进一步优化的方向。虽然目前传统的双多晶自对准选择性外延基区结构实现了最佳的... 综述了近年来国际上SiGe BiCMOS工艺的最新研究成果和工艺量产情况,具体展现和讨论了不同机构所研发的器件结构、工艺流程及其性能,并且展望了器件及工艺进一步优化的方向。虽然目前传统的双多晶自对准选择性外延基区结构实现了最佳的量产性能,但受限于内外基区连接电阻和选择性外延基区薄膜的不均匀性,其器件性能很难再有进一步提高。非选择性外延基区结构在实验室获得了极高的性能,但其自对准特性较低,这妨碍了其工业量产和更大规模集成。维持HBT器件与更小尺寸基线CMOS的工艺兼容性变得越来越困难。对高性能、工业量产和低成本进行综合,仍然是一项具有较大挑战性的任务。 展开更多

关键词 SiGe BiCMOS SiGe HBT 高频性能 工业量产

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多晶硅发射极NPN管的辐射效应研究 被引量：3

4

作者 陈光炳 张培健 谭开洲 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期520-523,528,共5页

为了研究多晶硅发射极双极晶体管的辐射可靠性,对多晶硅发射极NPN管进行了不同偏置条件下^(60)Coγ射线的高剂量率辐照试验和室温退火试验。试验结果表明,辐射后,基极电流I_B显著增大,而集电极电流I_C变化不大;反偏偏置条件下,I_B的辐... 为了研究多晶硅发射极双极晶体管的辐射可靠性,对多晶硅发射极NPN管进行了不同偏置条件下^(60)Coγ射线的高剂量率辐照试验和室温退火试验。试验结果表明,辐射后,基极电流I_B显著增大,而集电极电流I_C变化不大;反偏偏置条件下,I_B的辐射损伤效应在辐射后更严重;室温退火后,I_B有一定程度的持续损伤。多晶硅发射极NPN管与单晶硅发射极NPN管的辐射对比试验结果表明,多晶硅发射极NPN管的抗辐射性能较好。从器件结构和工艺条件方面,分析了多晶硅发射极NPN管的辐射损伤机理。分析了多晶硅发射极NPN管与单晶硅发射极NPN管的辐射损伤区别。 展开更多

关键词 多晶硅发射极 NPN管 辐照偏置 60Coγ射线 辐射损伤

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双极晶体管发射极电阻的提取方法及应用研究

5

作者 邱盛 王文捷 +1 位作者 王健安 张培健 《微电子学》 CAS 北大核心 2019年第2期164-167,共4页

以双多晶自对准互补双极器件中NPN双极晶体管为例,阐述了发射极电阻提取的基本原理和数学方法。在大电流情况下,NPN管的基极电流偏离理想电流是发射极串联电阻效应引起的。该提取方法综合考虑了辐照过程中NPN管的电流增益退化特性,分析... 以双多晶自对准互补双极器件中NPN双极晶体管为例,阐述了发射极电阻提取的基本原理和数学方法。在大电流情况下,NPN管的基极电流偏离理想电流是发射极串联电阻效应引起的。该提取方法综合考虑了辐照过程中NPN管的电流增益退化特性,分析了总剂量辐照效应对NPN管的损伤机理和模式。该提取方法适用于多晶硅发射极器件,也适用于SiGe HBT器件。 展开更多

关键词 多晶硅发射极 发射极电阻 总剂量辐照 电流增益退化

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DPSA双极器件中的1/f噪声特性研究

6

作者 邱盛 夏世琴 +1 位作者 邓丽 张培健 《微电子学》 CAS 北大核心 2021年第6期929-932,共4页

在现代高性能模拟集成电路设计中,噪声水平是影响电路性能的关键因素之一。研究了双多晶自对准高速互补双极NPN器件中发射极结构对器件直流和低频噪声性能的影响。实验结果表明,多晶硅发射极与单晶硅界面超薄氧化层以及发射极几何结构... 在现代高性能模拟集成电路设计中,噪声水平是影响电路性能的关键因素之一。研究了双多晶自对准高速互补双极NPN器件中发射极结构对器件直流和低频噪声性能的影响。实验结果表明,多晶硅发射极与单晶硅界面超薄氧化层以及发射极几何结构是影响多晶硅发射极双极器件噪声性能的主要因素。 展开更多

关键词 1/f噪声 双极器件 界面氧化层

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应用于柔性电子的超薄硅基芯片研究进展

7

作者 唐新悦 洪敏 +5 位作者 罗婷 陈仙 张静 王鹏 张培健 张正元 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第4期695-706,共12页

柔性电子技术在近些年得到了快速发展,越来越多的柔性电子系统需要柔性、高性能的集成电路来实现数据处理和通信。通过减薄硅基芯片可以获得高性能的柔性集成电路,但是硅基芯片减薄之后的性能有可能发生变化,并且在制备、转移、封装的... 柔性电子技术在近些年得到了快速发展,越来越多的柔性电子系统需要柔性、高性能的集成电路来实现数据处理和通信。通过减薄硅基芯片可以获得高性能的柔性集成电路,但是硅基芯片减薄之后的性能有可能发生变化,并且在制备、转移、封装的过程中极易产生缺陷或者破碎,导致芯片性能退化甚至失效。因此,超薄硅基芯片的制备工艺和柔性封装技术对于制备高可靠性的柔性硅基芯片十分关键。在此背景下,文章综述了柔性硅基芯片的力学和电学特性研究进展,介绍了几种超薄硅基芯片的减薄工艺和柔性封装前沿技术,并对超薄硅基芯片在柔性电子领域的应用和发展进行了总结和展望,为柔性硅基芯片技术的进一步研究提供参考。 展开更多

关键词 柔性电子 超薄芯片 芯片减薄 柔性封装

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双多晶自对准NPN管的总剂量辐射效应研究 被引量：2

8

作者 贾金成 陆妩 +7 位作者 吴雪 张培健 孙静 王信 李小龙 刘默寒 郭旗 刘元 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期120-125,共6页

对国产先进互补双极工艺制作的双多晶自对准(DPSA)结构的NPN管进行了高、低剂量率的^(60)Co-γ源辐射实验。在总剂量辐射前后以及室温退火后,分别采用移位测试方法,研究了基极电流、集电极电流、电流增益等参数的变化规律。结果表明,DPS... 对国产先进互补双极工艺制作的双多晶自对准(DPSA)结构的NPN管进行了高、低剂量率的^(60)Co-γ源辐射实验。在总剂量辐射前后以及室温退火后,分别采用移位测试方法,研究了基极电流、集电极电流、电流增益等参数的变化规律。结果表明,DPSA NPN管比传统NPN管的抗辐射能力更强,但其低剂量率辐射损伤增强效应(ELDRS)改善不明显。最后,初步探讨了DPSA NPN管的辐射损伤机制,讨论了DPSA NPN管的抗ELDRS效应的机制。 展开更多

关键词 双多晶自动准 NPN管 ^60CO-Γ辐射 辐射损伤

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基于STM32四轴飞行平台 被引量：1

9

作者 易凡 邓方 +1 位作者 张培健 滕璇璇 《电子设计工程》 2017年第14期179-182,共4页

本设计以STM32F407为控制核心,四轴飞行器为载体。硬件上由飞控电路,电源管理,通信模块,动力系统,机架,云台伺服系统组成。算法上采用简洁稳定的四元数加互补滤波作为姿态解算算法,PID作为控制器,实现飞行,云台增稳等功能。具有灵活轻盈... 本设计以STM32F407为控制核心,四轴飞行器为载体。硬件上由飞控电路,电源管理,通信模块,动力系统,机架,云台伺服系统组成。算法上采用简洁稳定的四元数加互补滤波作为姿态解算算法,PID作为控制器,实现飞行,云台增稳等功能。具有灵活轻盈,延展性,适应性强好等特点。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 STM32 捷联式惯性导航 四元数姿态解算

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发射极尺寸对双多晶自对准双极晶体管剂量率效应的影响

10

作者 刘默寒 陆妩 +7 位作者 贾金成 施炜雷 王信 李小龙 孙静 郭旗 吴雪 张培健 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期44-48,共5页

为了研究发射极尺寸对双多晶自对准NPN型双极晶体管电离辐射剂量率效应的影响,对不同发射极尺寸双多晶自对准NPN双极晶体管在高低剂量率辐照条件下进行了辐照实验,在实验数据基础上对其损伤特性以及损伤机理进行的分析表明,高低剂量率... 为了研究发射极尺寸对双多晶自对准NPN型双极晶体管电离辐射剂量率效应的影响,对不同发射极尺寸双多晶自对准NPN双极晶体管在高低剂量率辐照条件下进行了辐照实验,在实验数据基础上对其损伤特性以及损伤机理进行的分析表明,高低剂量率辐照下双多晶自对准工艺制备的NPN型双极晶体管都具有良好的抗电离辐照损伤能力,且低剂量率辐照损伤均大于高剂量率。同时,实验及理论分析结果都表明:双多晶自对准双极晶体管的抗辐照能力与发射极的周长面积比密切相关,发射极周长面积比越小,晶体管抗辐照能力越强,且在发射极宽度一定时,发射极条越长抗辐照能力越强。 展开更多

关键词 双多晶自动准 NPN晶体管 发射极尺寸 剂量率效应

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一种抑制单粒子瞬态响应的SiGe HBT工艺加固技术仿真

11

作者 易孝辉 谭开洲 +4 位作者 张培健 魏佳男 洪敏 罗婷 徐开凯 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第6期965-970,共6页

基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺,开展了无深槽NPN SiGe HBT工艺和器件仿真。模拟了带深P阱SiGe HBT的制备过程、常规电学特性和重离子单粒子效应。该器件与常规器件相比表现出更优的单粒子瞬态(SET)特性,在关态的SET响应峰值下降了80%,在... 基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺,开展了无深槽NPN SiGe HBT工艺和器件仿真。模拟了带深P阱SiGe HBT的制备过程、常规电学特性和重离子单粒子效应。该器件与常规器件相比表现出更优的单粒子瞬态(SET)特性,在关态的SET响应峰值下降了80%,在最大特征频率工作点的SET响应峰值下降了27%,瞬态保持时间也大幅减小。使用深N阱和深P阱隔离同时抑制了集电区-衬底结的漂移载流子收集和衬底扩散载流子收集的过程,极大地提高了器件的SET性能。 展开更多

关键词 SiGe BiCMOS SiGe HBT 单粒子瞬态 电荷收集 深P阱

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锗硅异质结双极器件单粒子效应与加固技术研究进展

12

作者 魏佳男 张小磊 +3 位作者 冯治华 张培健 傅婧 付晓君 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第6期945-956,共12页

锗硅异质结双极晶体管(Silicon-Germanium Heterojunction Bipolar Transistors,SiGe HBT)具有高速、高增益、低噪声、易集成等多种优势,广泛应用于高性能模拟与混合信号集成电路。同时,基区能带工程带来的优异低温特性以及良好的抗总... 锗硅异质结双极晶体管(Silicon-Germanium Heterojunction Bipolar Transistors,SiGe HBT)具有高速、高增益、低噪声、易集成等多种优势,广泛应用于高性能模拟与混合信号集成电路。同时,基区能带工程带来的优异低温特性以及良好的抗总剂量、抗位移损伤能力使其拥有巨大的空间极端环境应用潜力。然而,SiGe HBT固有的器件结构使其对单粒子效应极为敏感,并严重制约了SiGe电路综合抗辐射能力的提升。针对上述问题,综述了SiGe HBT单粒子效应及加固技术的研究进展,详细阐述了SiGe HBT单粒子效应的基本原理,分析了影响单粒子效应敏感性的关键因素,并对比了典型加固方法取得的效果,从而为抗辐射SiGe工艺开发和电路设计提供参考。 展开更多

关键词 SiGe HBT 单粒子效应 加固技术 影响因素

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机械应力对双极晶体管β的影响研究

13

作者 刘勇 刘建 +2 位作者 张培健 王飞 肖添 《微电子学》 CAS 北大核心 2021年第3期399-403,共5页

在芯片制造工艺过程中,机械应力对纵向NPN管共射电流增益β有很大影响。通过对上方第二层铝开槽可使β值回升。在第一层铝与第二层铝间的IMD层中加入压应力Si3N4膜,尺寸最大的NPN管的β恢复正常,而其他尺寸的NPN、PNP管的β均有不同程... 在芯片制造工艺过程中,机械应力对纵向NPN管共射电流增益β有很大影响。通过对上方第二层铝开槽可使β值回升。在第一层铝与第二层铝间的IMD层中加入压应力Si3N4膜,尺寸最大的NPN管的β恢复正常,而其他尺寸的NPN、PNP管的β均有不同程度上升。应用能带理论分析了应力对双极晶体管β的影响机制。结果表明,体硅(100)晶面内的应力对纵向NPN和纵向PNP管的β均有很大影响,并通过实验得到了验证。 展开更多

关键词 双极晶体管 电流放大系数 应力 应变 能带

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先进MOSFET中1/f噪声研究进展

14

作者 马婷 任芳 +2 位作者 夏世琴 廖希异 张培健 《微电子学》 CAS 北大核心 2021年第3期390-398,共9页

全面综述了先进金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的1/f噪声研究进展。界面态、器件结构、材料缺陷、量子效应等诸多因素均会影响1/f噪声。随着工艺尺寸的持续缩小和高k介质材料的应用,以及热载流子效应、辐照损伤等因素的影响,MOS... 全面综述了先进金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的1/f噪声研究进展。界面态、器件结构、材料缺陷、量子效应等诸多因素均会影响1/f噪声。随着工艺尺寸的持续缩小和高k介质材料的应用,以及热载流子效应、辐照损伤等因素的影响,MOSFET的1/f噪声起源问题一直是学术界具有较大分歧和争议的课题。只有澄清了1/f噪声的真正物理起源,才能有效通过工艺加以改善,支撑设计应用。 展开更多

关键词 1/f噪声 MOSFET 高k介质 热载流子 辐照损伤

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混合模式电应力损伤对SiGe HBT器件1/f噪声特性的影响研究

15

作者 马羽 唐新悦 +2 位作者 罗婷 易孝辉 张培健 《微电子学》 CAS 北大核心 2022年第5期905-909,共5页

研究了混合模式应力损伤对SiGe HBT器件直流电性能的影响,对比了混合模式损伤前后器件1/f噪声特性的变化。结果表明,在SiGe HBT器件中,混合模式损伤在Si/SiO_(2)界面产生界面态缺陷P_(b),导致小注入下基极电流增加;H原子对多晶硅晶界悬... 研究了混合模式应力损伤对SiGe HBT器件直流电性能的影响,对比了混合模式损伤前后器件1/f噪声特性的变化。结果表明,在SiGe HBT器件中,混合模式损伤在Si/SiO_(2)界面产生界面态缺陷P_(b),导致小注入下基极电流增加;H原子对多晶硅晶界悬挂键的钝化作用引起中等注入区基极电流减小,导致电流增益增强。混合模式损伤缺陷位于硅禁带宽度内本征费米能级附近,虽然使基区SRH复合电流增加,却不会改变器件的低频噪声特性。 展开更多

关键词 1/f噪声 SiGe HBT 热载流子 界面态 混合模式损伤

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基于级联卷积神经网络的轻量级视频插帧算法 被引量：3

16

作者 张培健 滕奇志 何小海 《微电子学与计算机》 2021年第3期39-45,共7页

针对基于卷积神经网络的视频插帧算法模型参数过大、实时性差、内存占用高、难以广泛应用的问题,提出了一种基于双向光流和多尺度特征融合的轻量级级联推理网络模型.将视频插帧任务分解为帧间运动合成和纹理重建两个步骤,设计了一种轻... 针对基于卷积神经网络的视频插帧算法模型参数过大、实时性差、内存占用高、难以广泛应用的问题,提出了一种基于双向光流和多尺度特征融合的轻量级级联推理网络模型.将视频插帧任务分解为帧间运动合成和纹理重建两个步骤,设计了一种轻量级的级联双向光流预测网络,并提出了一种多尺度空间与纹理特征融合网络模型,实现了对视频帧多尺度纹理特征和复杂运动特征的充分提取和利用.该模型使用相邻的两个视频帧和所需中间帧的位置作为网络输入,首先计算两个输入帧的空间金字塔特征与纹理金字塔特征;然后使用空间金字塔特征计算帧间的多尺度双向光流;随后结合双向光流,计算出中间帧的空间特征和纹理特征;最后融合中间帧的多尺度空间、纹理特征得到最终所需的视频帧.在Vimeo90K和UCF101数据集上的实验表明,在保证精度的前提下,本文算法在计算速度和模型参数量上具有更好的表现. 展开更多

关键词 视频插帧 深度学习 级联网络 轻量级网络 光流 多尺度特征融合

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基于Matlab的基极电流理想因子提取方法研究

17

作者 冯筱佳 邱盛 +2 位作者 张静 崔伟 张培健 《微电子学》 CAS 北大核心 2020年第2期267-271,共5页

采用Matlab数字分析方法,结合多晶硅发射极双极器件基极电流的构成情况,阐述了不同理想因子电流成分分离的基本原理和数学方法。利用该方法分析了多晶硅发射极双极器件在正向大电流激励下的电参数退化过程中不同理想因子基极电流的变化... 采用Matlab数字分析方法,结合多晶硅发射极双极器件基极电流的构成情况,阐述了不同理想因子电流成分分离的基本原理和数学方法。利用该方法分析了多晶硅发射极双极器件在正向大电流激励下的电参数退化过程中不同理想因子基极电流的变化情况,分析了导致各电流分量变化的物理机制。该理想因子提取方法普遍适用于各类双极型器件。 展开更多

关键词 多晶硅发射极 MATLAB 基极电流 理想因子

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发展工业要与农民增收结合

18

作者 张培健 《广西经济》 2007年第4期42-43,共2页

胡锦涛总书记在参加十届全国人大五次会议广西代表团审议讲话时指出，要全面落实科学发展观，扎实推进社会主义新农村建设，进一步解决好农业、农村、农民问题；加快推进经济结构调整，转变经济增长方式。学习贯彻胡总书记的讲话精神，... 胡锦涛总书记在参加十届全国人大五次会议广西代表团审议讲话时指出，要全面落实科学发展观，扎实推进社会主义新农村建设，进一步解决好农业、农村、农民问题；加快推进经济结构调整，转变经济增长方式。学习贯彻胡总书记的讲话精神，需要做好全方位的工作，其中重要一条，就是从本地实际出发，把发展工业与农民增收结合起来，通过二者循环互动、协调发展，实现地方经济又好又快发展。 展开更多

关键词 农民增收 社会主义新农村建设 工业 胡锦涛总书记 经济结构调整 经济增长方式 科学发展观 全国人大

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本宁格SF-P型分条整经机电气系统分析与故障处理

19

作者 吴建国 张培健 姜志浩 《棉纺织技术》 CAS CSCD 北大核心 1993年第7期24-27,共4页

本文针对目前SF—P型分条整经机电气故障维修困难的问题,从它的电气系统分析入手,介绍该整经机电气故障的处理方法。

关键词 分条整经机 电气系统 故障 处理

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Nb:SrTiO_(3)阻变单元及1T1R复合结构的电离辐射总剂量效应研究

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作者 单月晖 连潞文 +6 位作者 高媛 魏佳男 杜翔 唐新悦 罗婷 谭开洲 张培健 《微电子学》 CAS 北大核心 2022年第6期1033-1038,共6页

开展了Nb∶SrTiO_(3)阻变单元及1T1R复合结构的X射线总剂量效应实验研究。结果表明,Nb∶SrTiO_(3)阻变单元在累积剂量达到10 Mrad(Si)时依然能够保持良好的阻变特性,高、低阻态未发生逻辑混乱。1T1R复合结构中的NMOS选通晶体管对电离辐... 开展了Nb∶SrTiO_(3)阻变单元及1T1R复合结构的X射线总剂量效应实验研究。结果表明,Nb∶SrTiO_(3)阻变单元在累积剂量达到10 Mrad(Si)时依然能够保持良好的阻变特性,高、低阻态未发生逻辑混乱。1T1R复合结构中的NMOS选通晶体管对电离辐射较为敏感,在栅氧化层中辐射感生氧化物陷阱电荷的作用下,NMOS器件阈值电压逐渐向负方向漂移,泄漏电流逐渐增加,进一步导致关态条件下(V_(G)=0 V)对阻变存储单元的错误读写。通过选用抗辐射加固NMOS选通晶体管,可显著提升1T1R复合结构的抗总剂量能力。 展开更多

关键词 Nb∶SrTiO_(3)阻变单元 总剂量效应 1T1R X射线辐射

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