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介质充电对基于SOI的CMUT电容变化的影响
摘要： 研究了介质充电对基于绝缘体上硅（SOI）的电容式微机械超声换能器（CMUT）性能的影响。对基于SOI的CMUT的测量表明，其电容随直流偏压的变化量显著高于理论计算值。分析发现，这种与理论值的偏差源于多种因素的共同作用：强电场导致的不同介质充电现象、SOI氧化层中的陷阱电荷、通过埋氧层的漏电流引发的电荷运动，以及CMUT腔体内的空气。此外，这种充电效应会降低换能效率，因为诱导电极化会减小CMUT的有效偏压。研究得出结论：SOI晶圆中的埋氧（BOX）层不适合作为静电MEMS器件的介质间隔层。
关键词： 绝缘体上硅、介质充电、电容、微细加工、微机电系统、电容式微机械超声换能器、漏电流
更新于2025-11-14 17:28:48
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为SOI像素探测器开发新型高速读出系统
摘要： 我们正在为绝缘体上硅（SOI）像素探测器开发新型高速读出系统。该SOI探测器是基于0.2微米FD-SOI CMOS工艺的单片辐射成像探测器。此前我们采用Xilinx Virtex-4/5 FPGA读出板为该探测器服务，并为此开发了诸多功能模块。但由于Virtex-4/5 FPGA现已停产，且无法满足当前需要大面阵像素实现超过1kHz高速成像的实验需求，我们开始基于Xilinx Kintex-7 FPGA评估板KC705研发新型高速读出系统。新系统在此评估板上实现了与旧环境向后兼容的数据采集架构，并针对显微CT等实际应用开发了多项功能。该系统在连续数据采集模式下可实现42.6万像素探测器95.3帧/秒的传输速度，在最高速模式下可达762.5帧/秒。本文详细介绍了这套新型读出系统。
关键词： X射线成像、绝缘体上硅（SOI）、现场可编程门阵列（FPGA）、数据采集（DAQ）、像素探测器
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用纳米光学生物传感器实时监测紫外光辅助生物功能化方案
摘要： 已开发出一种利用紫外光诱导硫醇-烯偶联（TEC）反应对硅基生物传感器进行共价生物功能化的方案。该生物功能化方法用于将经三(2-羧乙基)膦（TCEP）还原铰链区获得的半抗体（hIgG）固定到乙烯基活化的绝缘体上硅（SOI）纳米光子传感芯片表面。在生物功能化过程中实时监测了纳米光子芯片内传感结构的响应，由此证实硫醇末端生物受体与乙烯基活化传感表面的生物偶联仅在紫外光催化作用下启动。
关键词： 紫外光光催化、生物功能化、绝缘体上硅、纳米光子传感器、半抗体
更新于2025-09-23 15:23:52
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二硫化钼/绝缘体上硅异质结场效应晶体管用于高性能光电探测
摘要： 在这封信中，我们通过将二硫化钼（MoS2）转移到绝缘体上硅（SOI）衬底上来控制薄硅沟道，展示了一种新型结型场效应晶体管（JFET）。通过结合二硫化钼的高光吸收系数与薄硅沟道的高内部增益，该器件可用于光电探测，并实现高达约1.78×10? A/W的响应度、超过3×1013琼斯的高探测率以及短至1.44毫秒的响应时间。此外，与传统仅对紫外光敏感的SOI光电探测器不同，我们提出的器件的响应光谱在可见/近红外区域达到峰值，这对成像和光通信应用具有重要意义。
关键词： 绝缘体上硅、高光电响应度、范德华异质结、二硫化钼、结型场效应晶体管
更新于2025-09-23 15:22:29
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超陡亚阈值斜率体接触SOI MOSFET分析及其在超低电压应用中的可能性
摘要： 本文回顾了采用0.15微米SOI技术制造的超陡亚阈值斜率（SS）（<1 mV/dec）体接触（BT）绝缘体上硅（SOI）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），并探讨了其在超低电压应用中的可能性。通过技术计算机辅助设计模拟研究了BT SOI MOSFET中超陡SS的机理。栅长/宽和硅厚度优化有望进一步降低工作电压，并提高ION/IOFF比。此外，我们展示了通过衬底和体偏置控制BT SOI MOSFET的阈值电压和迟滞特性。
关键词： 体束缚、绝缘体上硅、超低功耗、浮体、陡亚阈值斜率
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过垂直与横向锥形漏斗结构将绝缘体上硅波导耦合至金属-电介质-金属等离激元波导
摘要： 设计高效紧凑的耦合器对于等离激元器件与传统绝缘体上硅器件的混合集成至关重要。锥形漏斗结构通常用于将光从硅条形波导耦合至金属-介质-金属等离激元波导。本文研究了金属漏斗及垂直/横向渐变硅波导不同参数对所设计耦合器性能的影响。数值模拟表明，该优化耦合器在C波段的平均耦合效率达87%。所设计的1.18微米长耦合器相较既往方案具有更短长度，其理论耦合效率在整个O、E、S、C、L和U光通信波段均高于85%。
关键词： 绝缘体上硅、等离子体激元波导、锥形漏斗结构、耦合效率
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过仿真研究横向宽度变化的LDMOS器件导通态行为
摘要： 本文主要围绕横向变宽（VLW）LDMOS器件的导通特性展开研究。通过三维数值分析探究了该器件的比导通电阻，仿真结果与结合器件尺寸的解析计算结果高度吻合，为未来器件设计提供了理论依据。随后采用三维热电耦合仿真对比了氧化硅（SOI）衬底与碳化硅（SiC）衬底VLW结构的自热效应。电学特性和温度分布表明：采用SiC衬底能有效缓解自热损耗，减轻自热效应并提升器件可靠性。
关键词： 自加热效应、比导通电阻、绝缘体上硅（SOI）、横向双扩散金属氧化物半导体晶体管（LDMOS）
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于模式选择和布拉格反射的SOI集成光分插复用器
摘要： 我们展示了一种基于绝缘体上硅平台、通过结合模式选择与布拉格反射实现的紧凑型光分插复用器。该分插通道具有2纳米的3分贝带宽、30分贝的消光比以及低于-42分贝的干涉串扰。我们采用10吉比特/秒非归零码数据的误码率测量来表征通道间及干涉串扰性能，测得由串扰引起的功率代价小于3.5分贝。
关键词： 绝缘体上硅、布拉格光栅、多模波导、光分插复用器
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于卢内伯格透镜的超短波导锥形结构
摘要： 在集成光子电路中，采用不同几何结构的绝缘体上硅波导实现了多种功能器件。因此，两种不同波导的高效耦合至关重要。本文利用Luneburg透镜的聚焦特性设计波导锥形结构——通过将抛物线型截断的Luneburg透镜（减小了占用面积）连接10微米宽波导与同厚度0.5微米宽波导，在整个光通信O/E/S/C/L/U波段实现平均0.35分贝的耦合损耗。所提出的长度仅11微米的紧凑型锥形结构通过改变导波层厚度实现，并与三种同长度传统锥形结构进行对比。但设计连接不同厚度/宽度波导的耦合器更具挑战性。通过应用准共形变换光学技术，我们对Luneburg透镜进行平面化处理并相应提高平面侧折射率，从而成功实现不同厚度/宽度波导的耦合。数值模拟验证了理论设计的锥形结构性能。据我们所知，这是首个基于截断Luneburg透镜的超短锥形结构研究。
关键词： 绝缘体上硅、波导锥形渐变器、超材料、卢内伯格透镜
更新于2025-09-23 15:19:57
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面向数据中心内部应用的超高速2:1数字选择器与行波等离子体调制器IM/DD发射机（工作速率222 GBaud）
摘要： 本文提出了一种基于物理的紧凑建模方法，该方法将总电离剂量（TID）和应力诱导缺陷的影响纳入金属氧化物半导体（MOS）器件与集成电路（IC）的仿真中。该方案通过计算表面电势（ψs）来捕捉氧化层陷阱电荷和界面陷阱的电荷贡献，并描述它们随电离辐射暴露及老化效应变化的MOS静电特性与器件工作特性影响。该建模方法在大块硅和绝缘体上硅（SOI）MOS器件中得到验证，其公式体系通过TCAD仿真以及辐照器件模型计算与实验I-V特性的对比得以证实。该建模方法适用于模拟先进MOS器件和IC中的TID与老化效应，且与现代MOSFET紧凑建模技术兼容。文中还给出了SRAM单元中TID和老化效应的电路级验证示例。
关键词： 紧凑建模、绝缘体上硅（SOI）、电离辐射、半导体器件、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、老化效应
更新于2025-09-23 15:19:57