硅酸盐通报编辑张丽红

矿泉水中国饮用天然矿泉水国家标准规定：饮用天然矿泉水是从地下深处自然涌出的或经人工揭露的未受污染的地下矿泉水；含有一定量的矿物盐、微量元素和二氧化碳气体；在通常情况下，其化学成份、流量、水温等动态在天然波动范围内相对稳定。"国标"还确定了达到矿泉水标准的界限指标，如锂、锶、锌、溴化物、碘化物，偏硅酸、硒、游离二氧化碳以及溶解性总固体。其中必须有一项(或一项以上)指标符合上述成份，即可称为天然矿泉水。"国标" 还规定了某些元素和化学化合物，放射性物质的限量指标和卫生学指标，以保证饮用者的安全。根据矿泉水的水质成分，一般来说，在界线指标内，所含有益元素，对于偶 尔饮用者是起不到实质性的生理或药理效应。但如长期饮用矿泉水，对人体确有较明显的营养保健作用。以中国天然矿泉水含量达标较多的偏硅酸、锂、锶为例，这些元素具有与钙、镁相似的生物学作用，能促进骨骼和牙齿的生长发育，有利于骨骼钙化，防治骨质疏松；还能预防高血压，保护心脏，降低心脑血管的患病率和死亡率。因此，偏硅酸含量高低，是世界各国评价矿泉水质量最常用、最重要的界限指标之一。矿泉水中的锂和溴能调节中枢神经系统活动，具有安定情绪和镇静作用。长期饮用矿泉水还能补充膳食中钙、镁、锌、硒、碘等营养素的不足，对于增强机体免疫功能，延缓衰老，预防肿瘤，防治高血压，痛风与风湿性疾病也有着良好作用。此外，绝大多数矿泉水属微碱性，适合于人体内环境的生理特点，有利于维持正常的渗透压和酸碱平衡，促进新陈代谢，加速疲劳恢复。编辑本段国际标准1981年欧洲地区有一个完整的矿泉水标准，1993年国际食品法典委员会（简称CAC）在欧洲地区标准上提出修改意见，并打算讨论通过变成世界性统一的矿泉水标准，现在讨论过程中，将其中某些元素和组分限量指标与中国标准比较见下。g/L中国GB8537－1995锌 5.0铜 1.0钡 0.70镉 0.010铬（Cr 6+） 0.050铅 0.010汞 0.0010硒 0.050砷 0.050锰 -硫化物 -锑 -镍 -欧洲地区108－1981锌 5铜 1钡 1.0镉 0.01铬（Cr 6+） 0.05铅 0.05汞 0.01硒 0.01砷 0.05锰 2硫化物 0.05锑 -镍 -CAC1993年会议附录1锌 -铜 -钡 0.7镉 0.003铬（Cr 6+） 0.05(以总Cr计)铅 0.01汞 -硒 -砷 0.01(以总As计)锰 0.5硫化物 -锑 0.005镍 0.02编辑本段饮用提示矿泉水不宜煮沸饮用饮用矿泉水时应以不加热、冷饮或稍加温为宜，不能煮沸饮用。因矿泉水一般含钙、镁较多，有一定硬度，常温下钙、镁呈离子状态，极易被人体所吸收，起到很好的补钙作用。如若煮沸时钙、镁易与碳酸根生成水垢析出，这样既丢失了钙、镁，还造成了感官上的不适，所以矿泉水最佳饮用方法是在常温下饮用。矿泉水只能冷藏不宜冷冻"宜冷藏，不宜冷冻"由于矿泉水在冰冻过程中出现钙、镁过饱和的条件，并随重碳酸盐的分解，而产生了白色的沉淀，尤其是对于钙、镁含量高，矿化度大于400mg/L的矿泉水，冷冻后更会出现白色片状或微粒状沉淀。实验室的分析数据也证明了这一点，经对多种矿泉水进行冷冻后与原水分析比较，由于产生白色沉淀，测定冷冻后的水．其中重碳酸盐和钙离子明显降低，但是冷冻后水中其它成份，特别是矿泉水中所富含的对人体有益的微量元素，如偏硅酸，锶等，均无明显变化，因此冷冻后的矿泉水饮用对人体并无害处，对那些贪凉的人，愿喝冷冻水也无妨。但是毕竟瓶装水中有沉淀物，影响感观指标。夏日炎热，人们喜欢饮用清凉饮料，矿泉水零售商常常把瓶装矿泉水冷冻后出售。由此常常发生出现沉淀问题而向厂方退货。所以矿泉水国家标准(GB8537—1995）中规定“瓶装矿泉水在摄氏零度以下运输与贮存时，必须有防冻措施”。婴儿不适合饮用矿泉水人们经常用“水灵灵”来形容宝宝，这是有原因的。在婴儿体内，水分占其体重高达70%一80%，远甚于成人的60%，对于婴儿来说显得更为重要。传统认为，矿泉水采自地底深处，富含矿物盐和微量元素，是人体所需要的营养物质。孩子处在生长发育的关键时期，正需要补充这些微量元素，那么从饮水中直接获取，既方便又利于吸收，何乐而不为呢?于是，给宝宝饮用矿泉水的现象并不少见，而且成为一种时尚之举。针对这一现象，保加利亚的医学专家却提出了警示：矿物质含量高的矿泉水会威胁婴儿的健康！这要从水的吸收原理说起。在初中物理课上，我们学过，水可以通过渗透的原理，从低浓度向高浓度迁徙。在饮水的时候，体液的浓度高于饮用水，形成一个势能差，水分即可通过细胞膜，自然被细胞所吸收。但是当水中含有较多的矿物质，水的浓度较高，这种势能差减小甚至逆转，就给水的吸收带来了麻烦。正如一支鲜花插入一杯浓盐水中，花儿不但无法汲取水分，而且还会造成脱水变得干枯--这是因为体内水分的浓度不如外界，势能平衡被打破而造成体液向外渗出。这时，你可能会急了：如果这样，那么我们不是无法喝较浓的饮料、汤汁了吗?这倒无需担心，因为人体的吸收除了渗透原理外，还可以通过细胞内一些蛋白的转运，如同摆渡的小舟，主动将所需要的物质从外界运输到细胞内，这一生理过程可以不受浓度差异的影响。顺水推舟易，逆水行舟难，渗透是个被动的、自然的过程，几乎无需消耗能量，而主动转运的过程则需要消耗相对多的能量。婴儿的生理结构与成年人具有较大差异，消化系统发育尚不完全，滤过功能差，有些矿泉水中矿物质含量过高，对婴儿来说是一个很大的难题。当宝宝用矿泉水冲泡食物或者直接饮用时，容易造成食物渗透压增高，增加肾脏负担，所以在给宝宝喂养的过程中可以选择一些地矿化度的矿泉水，还是对婴儿还是发育非常好的。另外，矿泉水中的元素含量基本是针对成年人标准来设计的，其含量和比例并对婴儿摄人来说有点高，尤其是某些元素还对婴儿有害。比如德国在2006年11月22日发布了通报，修订天然矿泉水、泉水及餐饮水法令。这次修订正是考虑到在婴儿的半成品食品中越来越多地使用了天然矿泉水，参考了一份关于天然矿泉水中铀的含量以及对健康构成风险的调查评估后进行的。法令限制了铀的含量，以及必须在婴儿半成品食品标签或广告内加以说明。矿泉水的硬度是以其矿物质含量来衡量的。一般，把每升含矿物质50毫克以下的矿泉水称作“特低矿物质含量”；50～500毫克的为“低矿物质含量”，这种矿泉水口感较柔和，有一定的甘甜味；大多数的饮用矿泉水矿物质含量在500至1500毫克之间；每升含1500毫克以上的则被称作“高矿物质含量”矿泉水，多用于运动、桑拿等人体损失矿物质较多的情况下。保加利亚儿科专家玛斯拉尔斯卡指出，对于婴幼儿来说，每升水中的矿物质含量不宜超过100毫克，其中钠要低于20毫克，氟要低于1.5毫克。超过这个阈值，就可能对新生儿的肾脏造成威胁。显然，大多数矿泉水对孩子来说，都显得太“硬”了。有些父母会问，那我给宝宝喝纯净水，是不是更好?答案依然是“NO”！经过二次加工的纯净水同样不适合新生儿的消化系统。正如前面所说，细胞内外的浓度差是形成水分通过渗透吸收的动力，纯净水不含任何矿物质，造成两者落差较大，也会造成吸收障碍。此外，长期饮用纯净水，还会使得孩子缺乏某种矿物质，而且纯净水在净化过程中使用的一些工业原料，可能对婴幼儿肝功能有不良影响。既然软硬不吃，那么什么样的水才最适合孩子呢?据研究，自来水烧开后再冷却至室温，最有利于健康。经过烧开后的水，其中所含的气体减少了一半，水分子之间的凝聚力增加，则与人体细胞内水的特性最为接近，因此容易透过细胞膜而为人体吸收。如果当地自来水有比较明显的铁锈或者漂白粉味过重，可使用专为婴幼儿设计的“宝宝爱水”婴幼儿专用滤水器将自来水中不利于婴幼儿的杂质（铁锈、铅、余氯、寄生虫等）过滤后，煮沸冷却，供宝宝饮用或冲泡奶粉、米粉等。值得注意的是，不宜用铝壶煮开水，否则铝离子摄入过多，会影响宝宝的骨骼和神经发育；饮水机容易造成二次污染，也不宜使用。其实对于饮用水来说，国家每年都在修订，向健康的方向发展，像矿泉水2008年中国对之前的8537-95标准进行了修订，对消费者来说无疑对饮水又提高了一个档次，与世界在接轨，在国外饮用矿泉水的历史有将近一个多世纪，因为他的稀缺和保健功能，所以矿泉水越来越多的被消费者所青睐。饮用桶装矿泉水的注意事项 在饮用桶装矿泉水时应注意做到以下几项：1．饮水机一定要放在阴凉避光的地方，千万不能放在阳光直射的地方，以免滋生绿藻。若实在有困难，也应采取措施，为水桶加罩避光桶套。2．打开的水桶秋冬季要在2-4周内喝完，春、夏季最好在7-10天内喝完。3．饮水机不要长时间通电加热、反复烧开。反复烧开的水不宜饮用。4．用过的空桶要放置在干净的地方，不要往里面到脏水、扔污物(如烟头之类)，而造成矿泉水厂清洗、消毒困难。5．饮水机要定期消毒，最好半年一次。避免二次污染，保证饮水安全卫生有益健康。饮用矿泉水的最佳方法科学合理饮用矿泉水的最佳方法：矿泉水一般应以不加热冷饮或稍加温为宜，最好不要煮沸。因为矿泉水一般含钙、镁较多，有一定的硬度，常温下钙、镁呈离子状态，极易被人体所吸收，起到很好的补钙作用。而煮沸时钙、镁易析出，也就是我们常说的水垢，这样既丢失了钙、镁，还造成了感官上的不适，所以矿泉水的最佳饮用方法是常温下直接饮用。合理地饮用矿泉水大有讲究。孕妇须多饮用矿泉水，其中的微量元素有助于胎儿的发育和母体健康，一天饮量以2升最佳；婴儿奶品用矿泉水冲饮，不但能增强食欲，增加养份，而且是安全清洁；减肥者因要限量进食，饮用矿泉水可以事半功倍，最佳饮用时间是上午10时至下午4时；老年人有时深夜惊醒，往往是脱水的缘故，睡前喝上一小杯矿泉水，并在床头放一小杯以备及时补充；运动者在剧烈运动后，能量消耗多，饮用矿泉水能立即吸收适量电解质，从而保持旺盛的体力；清晨起床，经过一夜代谢，人体特别需要水份，此时空腹饮用矿泉最佳，最好以一杯为量。饱餐之后饮用矿泉水，有利于营养成份的吸收，排泄食物中有害物质和多余脂肪；饮酒之后，饮用矿泉水，稀释酒精浓度，减轻肝肾负担；焦虑不安，少饮矿泉水可松弛大脑，有利入眠；中老年人频饮矿泉水，冲淡粘稠的血液，防止脑血栓或心肌梗塞发生；空腹饮用矿泉水能溶石、排石；并促进肠蠕动，软化积存粪便;外洗可防止痤疮、脱发、脚癣……编辑本段矿泉水出现白色沉淀物的原因很多消费者反映矿泉水加热后有水垢和白色漂浮物。有关部门十分重视，着手进行调查，并就该提出的有关问题做了详细解释。据了解，关于矿泉水有水垢、烧开后有漂浮物一事，很多矿泉水企业都经常遇见这样的投诉，经常接到 矿泉水用户来电，反映类似的情况。对于这种状况，他们及时地采集了水样进行化验分析，并向有关专家进行了咨询，用户所反映的这种现象正是矿泉水这种优质岩溶水的特性。据专家介绍，目前，矿泉水矿化度在80-450mg/l左右，含有对人体有益的锶含量，偏硅酸等，PH值为6.5—8.0，是国家颁布的饮用水的最佳值，重碳酸离子含量高，而氯离子、硫酸根离子含量很低，还含有溴、碘、锌、锂等多种有益人体健康的微量元素，各项指标均达到了国家规定的天然饮用矿泉水的规定标准。矿泉水有水垢的问题，专家介绍说，水是有硬度的，而水的硬度主要是由钙、镁离子形成的，并且按其所含可溶性盐类组成可以分为暂时硬度和永久硬度两类，水在加沸时有白色沉淀析出，沉于水底的是水的钙、镁离子，碳酸盐和重碳酸盐受热分解生成碳酸镁、碳酸钙，这就是“水垢”。从水的成分来讲，只要加热，不管哪种种类的水都会产生水垢。矿泉水烧开后产生了白色飘浮物，是因为矿泉水中富含偏硅酸的缘故，水在加沸时形成硅酸镁、硅酸钙，这种矿物质即使沸腾后也不溶于水，而是变成中空的微小颗粒漂浮在水面上，在水的表面形成白色飘浮物。这完全属于正常情况，对人体没有害处，可以放心使用。矿泉水经加热或冷藏后都会产生像针尖大小的白色沉淀物，叫碳酸钙，与将钙片捻碎后形成的白色粉末是同一种东西。在地层深处矿泉水中钙是溶解在水中的，水温在19摄氏度左右。矿泉水经矿泉水厂的深井泵汲取到水处理设备中，再经灌装和运输，水温已经变化，钙开始析出。如果再经加热或冷藏，钙的析出增加，这就是我们看到的白色沉淀物。国家GB8537-1995标准“感官要求”中，特别规定肉眼可见物允许有少量的天然矿物盐沉淀，就是指的上述现象。碳酸钙是人体的重要钙源之一，其人体内的留存率达34%，高于其它钙剂，是价廉物美的补钙剂。当原水硬度在100ppm以上的地区，净水经加热煮沸后会有此现象发生，且硬度越高越明显。其实，这些物质是净水被加热煮沸后自然形成的钙镁浓缩凝结物，无害甚至有益于人体健康，无需刻意将其祛除。净水在加热煮沸后，会赶走水中的二氧化碳，是水中的PH值略微上升。这时，水中的碳酸钙，碳酸镁就更容易沉淀，悬浮，并凝结。国外许多地区有生饮凉净水的习惯，所以比较少有以上情况出现。而中国人向来有熟食的习惯，常常将净水煮沸饮用，出现钙镁浓缩凝结的情况就相对比较多。其实，除了烹调需要，生饮净水可以保留水中更多的微量元素及含氧量，对人体骨骼，心脏，血管均有好处。软水硬水专家建议：饮用硬度在150—450毫克/升的水，是最有利于人体健康的。编辑本段矿泉水泡茶发红是怎么回事矿泉水是富含矿物质的水，其硬度，铁溶解性总固体含量均比纯水和自来水高。经试验，用硬度在170毫克/升以下，溶解性总固体在300毫克/升以下，铁低于 0.005毫克/升的矿泉水泡茶，其色、香、味均保持茶的特色，是茶坊泡茶首选的水。若用矿物质高于以上标准的矿泉水泡茶，将会影响茶水的色、香、味，但对茶水质量无影响，也不影响人体健康，因感官欠佳，往往会引起一些人们的“反感”和误解。为什么矿泉水泡茶会使茶水颜色变深呢？因为茶叶之中含有一定量的蛋白质，单宁酸、果胶、茶多酚等成分，它们与矿泉水中的钙、镁、铁等络合形成了混浊物和沉淀物，影响茶水浊度。水中铁离子氧化，置换茶叶的单宁酸和茶多酚，把无色的羧基转变为有色的碳基，从而加深了茶水的色度，呈棕褐色，影响感官，但无害。例如人们常见的用铁质刀削的苹果，经空气氧化，切口表层果肉渐变成棕色，其原理相同。即是铁与单宁酸果胶物质作用之故。在新绿茶中反应明显，但其口味不变，所含微量元素不变，这是正常现象。

锆钛酸铅(PbZrTiO3)缩写为PZT 压电应变常数 锆钛酸铅-4: 289m/V 锆钛酸铅-5: 372m/V 锆钛酸铅-8: 225m/V 压电电压常数 锆钛酸铅-4: 2.6Vm/N 锆钛酸铅-5: 2.48Vm/N 锆钛酸铅-8: 2.5Vm/N\1999年微电子学研究所发表的学术论文 一、器件研究室 锗硅微波功率异质结双极晶体管 张进书，贾宏勇，陈培毅 中国电子学，11，1999 我们开发了一种简单的与硅工艺兼容的平面工艺，并研制成功适合微波功率应用的SiGe异质结双极晶体管（HBT）。其电流增益为50-320，收集极和发射极击穿电压分别达到28V和5V。在共发射极接法及C类工作条件下，连续波功率输出达5W，收集极转换效率为63%，在此基础上900M赫下工作，功率增益达7.4dB。 用于通信领域中的MEMS器件 刘泽文，李志坚，刘理天 电子科技导报，7, 1999 微电子机械系统（MEMS）技术在未来的通信领域中有着广泛的应用，本文介绍了若干个用于通信线路中的MEMS器件。如微电容、微电感、微谐振器、滤波器、微开关等的典型结构形式及其主要性能。 用等离子体干法刻蚀制作用于淀积玻英合金微结构阵列的P-硅微模具 刘泽文，刘理天，谭智敏，王晓慧，李志坚 第二届亚欧等离子体表面工程国际会议，1999.9，北京 本文给出了一种利用等离子体干法刻蚀在P型硅上制作微模具，然后通过电化学方法填充模具。从而获得玻莫金属(80％镍、20％铁)微结构的方法。微结构玻莫合金作为一种软磁性材料在MEMS研究中有广泛的用途。为了获得100mm×100mm横向尺寸的微结构，首先用等离子体方法在已形成掩膜图形的硅片上刻出方型深槽。利用CF4和SF6相混合作为腐蚀气体。10分钟即可获得10mm的深槽，该工艺显示出对单晶硅有较高的刻蚀速度。随后把深槽作为模具进行选择性电沉淀。为了实现电解质和硅电极之间的电荷移动，对方槽的底部进行了硼原子掺杂，并利用一特殊夹具。这样直流电镀电流便可以从硅片的背面加入到被镀基底上，从而获得高度均匀一致的微结构。利用该方法已经成功地获得具有高磁导率（1700）的玻莫合金微结构。 高性能双轴微加速度传感器制作研究 刘泽文，刘理天，李志坚 第六届全国敏感元件与传感器学术会议，1999.10，北京 本文给出了将IC工艺与LIGA工艺相结合，在硅基材料上以镍金属为结构材料制作高性能微加速度传感器的研究结果。由于采用了金属材料，器件在较小的尺寸下可获得较高的灵敏度。采用特殊的结构形成，可使器件处于最佳阻尼状态。制作过程主要包括厚胶光学光刻，淀积电镀种子层，电化学淀积牺牲层、X射线曝光。 背面对准X射线光刻掩膜制作研究 刘泽文、刘理天、李志坚 10th National annual conference on electron beam, ion beam and photon beam, Nov. 1999, Changsha, Hunan 深X射线光刻是制作高深宽比MEMS结构的一个重要方法。由于大多数LIGA掩模支撑膜的光学不透明性，很难进行需要重复对准的多次曝光。我们通过使用背面对准X射线光刻掩膜，很好地解决了这一问题。给出了该掩膜制作工艺的研究结果。整个过程包括沉淀氮化硅、UV光刻、电化学淀积金吸收体、体硅腐蚀形成支撑膜等。利用Karl Suss双面对准曝光机，可获得2mm的对准精度。 台面结构硅光电集成微马达的设计 齐臣杰，谭智敏，刘理天，李志坚 清华大学学报，39（S1），1999.4 为了解决凸极法兰盘结构的静电晃动微马达寿命短和测速困难的问题，提出了一种台面结构的光电集成晃动微马达。用单晶硅台面法兰盘代替悬浮的厚1.1 mm的多晶硅法兰盘，它具有机械强度高、摩擦系数小、抗磨损、不塌陷等优点。马达的轴也用实心轴取代2 mm空心轴，克服了轴因磨损和受力而变形的问题。使得马达的寿命大大提高。另一方面，在马达上还集成了光电测速电路，可以精确测量马达转速。并且还可以形成闭环控制系统，或用作斩光器，成为真正的微机械电子系统。新型马达工艺简单，与IC工艺完全兼容，可批量制作。 光电集成测速硅静电微晃动马达 齐臣杰，候 彧，刘理天 第六届全国敏感元件与传感器学术会议，1999.10，北京 本文采用微马达与光电二极管一起集成，组成光电测速系统。在马达转子下面集成几个光电二极管，利用反偏二极管的暗电流和亮电流的变化来测量马达的转速。它提高了马达的测速范围，解决了视频摄象测速系统测速低的问题。此外，它还具有测试方便，工艺兼容、准确等优点。还可以制成斩光器。成为光、机、电的MEMS系统。 铁电-硅微集成系统（FSMIS） 李志坚，任天令，刘理天 半导体学报，20（3），1999 铁电-硅微集成系统FSMIS是铁电材料与硅工艺相结合的产物，在微电子机械系统（MEMS），存储器等多方面具有极为重要的应用价值。本文介绍了几种重要的硅基铁电膜的制备方法和几种典型的FSMIS应用方向，并对FSMIS领域的未来发展作出展望。 铁电-硅集成微麦克风和扬声器研究 任天令，刘理天，李志坚 清华大学学报，39（S1）, 1999 目的是为实现高灵敏度的集成化的微麦克风和扬声器奠定基础。利用锆钛酸铅 (PZT) 铁电体具有的优良的力电耦合特性，提出将PZT铁电薄膜与硅工艺相结合，研制悬臂式铁电-硅集成微麦克风和扬声器。利用双膜片模型对PZT振膜结构进行了优化设计，并对其工艺流水过程进行了初步设计，从而为集成微麦克风和扬声器的最终实现奠定了设计基础。铁电-硅集成微麦克风和扬声器可望应用于多媒体语音输入及移动通信等方面。 二十一世纪的信息存储技术–––– 硅基铁电存储器 任天令，张盛，刘理天，李志坚 电子科技导报，9，1999 硅基铁电存储器是通过硅加工工艺在半导体集成电路中集成铁电体材料，以利用该材料在信息存储方面优势的新型存储器。这种新兴的存储器是铁电–硅微集成系统FSMIS一个重要的应用，有望在低操作电压、低功耗、高存储密度、优异的非挥发存储性能等多个方面超出单纯的半导体存储器，并很可能成为二十一世纪重要的信息存储技术。 硅基PZT微麦克风和扬声器的振膜设计 任天令，赵洋，刘理天，李志坚 第六届全国敏感元件与传感器学术会议，1999.10，北京 本文的目的是为高灵敏度、集成化的微麦克风和扬声器的核心结构—PZT悬臂式振膜的实现奠定基础。利用锆钛酸铅 (PZT) 铁电体具有的优良的力电耦合特性，提出将PZT铁电薄膜与硅工艺相结合，研制悬臂式铁电-硅集成微麦克风和扬声器。利用多膜片模型对PZT振膜结构进行了优化设计，从而为集成微麦克风和扬声器核心结构的最终实现奠定了设计基础。 p型ZnSe中的缺陷复合体补偿 任天令，朱嘉麟，Z. Zhu T. Yao Journal of Applied Physics, 86(3),1999 用离散变分局域密度泛函方法及团簇模型研究了 N和As掺杂 ZnSe中的缺陷复合体。基于两种复合体形成能的差异，发现在N掺杂的ZnSe中NSe-Zn-VSe 是更有效的受主补偿体，而在As掺杂的ZnSe中AsSe-Znint 则更为有效。确定了具有170meV受主能级的NSe-Zn-NSe 及具有88 meV 施主能级的NSe-NZn 复合体。证实了一种N分子施主态的概念。 HIP 红外探测器与硅MOS读出电路的单片集成 王瑞忠、陈培毅 清华大学学报，39（S1）, 1999 为了证明P+-Gex/Si1-x/P-Si HIP 红外探测器与硅MOS读出电路单片集成的可能性，本文对P+-Gex/Si1-x/P-Si HIP岸红外探测器与硅CMOS读出电路的工艺兼容性进行了分析，并提出一种可行的方案。P+-Gex/Si1-x/P-Si HIP 红外探测器与NMOS读出开关电路的单片集成试验芯片用硅3 mm NMOS工艺研制成功。在77K下，用分子束外延（MBE）方法生长的无介质光腔和抗反射涂层的P+-Gex/Si1-x/P-Si HIP器件黑体探测率达到11 Mm.Hz1/2.W -1，并成功实现了红外探测器信号通过NMOS读出开关的读出。 Cr-AlN界面的二次离子质谱研究* 岳瑞峰 分析测试学报，18（3），1999 采用电子束蒸发的方法在200oC抛光的AlN陶瓷衬底上淀积200 nm的Cr膜，并在高真空中退火。利用MCs+-SIMS技术(在Cs+一次离子轰击下检测MCs+型二次离子)对样品进行了深度剖析，给出了界面组分分布随退火温度与时间的变化关系。结果表明，MCs+-SIMS技术是研究金属-陶瓷界面扩散与反应的有效方法。 AlN陶瓷基板在空气中的热氧化行为探讨 岳瑞峰，王燕 Applied Surface Science，（148），1999 利用二次离子质谱(SIMS)和X射线衍射(XRD)研究了AlN陶瓷基板在850－1100oC空气中退火时的初始氧化行为。结果表明，未退火AlN陶瓷基板表面区存在很薄的富氧层。在10min退火条件下，随着退火温度的增加，富氧层迅速增厚。在1100 oC 退火20min条件下，AlN陶瓷基板表面区有连续的氧化层生成。最后，结合化学热力学，探讨了AlN陶瓷基板表面的初始氧化机理。 氮化铝和莫来石陶瓷衬底的SIMS和XRD研究* 岳瑞峰 硅酸盐通报，（4），1999 利用二次离子质谱 (SIMS) 和X射线衍射 (XRD) 研究了用于电子封装的以Dy2O3和CaO为添加剂的AlN和以堇青石、BaCO3为添加剂的莫来石陶瓷衬底的物相组成和表面成分，尤其是表面杂质，并利用SIMS尝试探讨了AlN表面热氧化问题。结果表明，AlN和莫来石陶瓷表面不同程度地存在Li、C、F、Na、K、Cl、Ti、Rb等杂质元素的污染；AlN表面存在富O层，在空气中经过850oC10分钟退火后，富O层明显展宽。 Ti/AlN 界面反应的SIMS, RBS and XRD研究 岳瑞峰，王燕 Surface and Interface Analysis, 27（2）, 1999 采用电子束蒸发的方法在抛光的200oC AlN陶瓷衬底上淀积厚度为200nm的Ti膜，并在高真空中退火。利用二次离子质谱(SIMS）、卢瑟福背散射谱(RBS)和X射线衍射分析(XRD)技术，研究了从200～850oC温区内Ti与AlN的固相界面反应，给出了界面组分分布随退火温度和时间的变化关系。在界面区发现了三元铝化物并观测到铝化物产生与发展过程。指出铝化物由Ti-Al二元和Ti-Al-N三元化合物组成。最后利用热力学理论解释了实验结果。 新型双桥结构集成压力传感器的研究与设计 岳瑞峰，刘理天，李志坚 第六届全国敏感元件与传感器学术会议，1999.10，北京 在利用有限元法分析硅杯结构应力分布的基础上，设计了两种新型双桥结构集成压力传感器。其中压阻电桥位于膜片上的高应力区，补偿电桥位于膜片对角线上或膜片附近逐渐增厚的体硅区，并且组成每个电桥的四个电阻集中设置在同一区域。将压阻电桥和补偿电桥的输出信号相减，可望明显减小压力传感器的失调与温漂。该压力传感器还设置了片内信号处理电路，采用PMOS工艺实现集成制造。 模糊神经网络及其VLSI实现的研究 陈曦，靳东明，李志坚 第十一届全国IC、硅材料学术会议论文集，1999.9，大连 为了克服模糊逻辑与神经网络的缺点，模糊神经网络成为当今的热点研究领域之一。本文回顾了模糊神经网络的提出和发展，讨论了模型研究的两种主要方法和成果：一种称为基于神经网络的模糊逻辑系统，另一种称为模糊神经元网络。模糊神经网络的VLSI实现是一个比较新的课题。本文首先介绍模糊逻辑与神经网络的VLSI实现，然后讨论了模糊神经网络VLSI实现的研究成果和发展状况。 一种实用模糊控制器的研制* 王淳，靳东明 清华大学学报，39（S1），1999 针对一个磁场中悬浮金属小球的控制问题，设计了有两输入一输出有九条规则的模糊控制器。控制器采用了一种新的模糊化和去模糊方法，它克服了通常的模糊化方法中由于把精确量分等级而带来的信息损失。模拟结果表明该方法具有过渡时间短、超调量小和稳定性好的特点。用CMOS电流型电路进行了设计，并用改进型CMOS工艺流水，结果表明该电路较好地达到了设计要求。全部电路近300个MOS管，面积为1.1 mm2，功耗为10.7 mW。 可编程模糊逻辑控制器芯片的设计* 沈杰，靳东明，李志坚 电子学报，27（8），1999 本文提出了一种由模拟电路实现的通用可编程模糊逻辑控制器PFLC，针对两输入变量、一输出变量的控制对象，允许有81条控制规则。该控制器是由电流型CMOS多值器件构成，采用2mm标准CMOS工艺制造。PFLC有方便的输入/输出接口，其模糊推理过程是并行的，每时钟周期完成一次，最高时钟频率可达1MHz。 双MOS晶体管等效电阻* 沈杰，靳东明，李志坚 清华大学学报，39（S1），1999 用两个源端接地、漏端接在一起的MOS管，使其分别工作于饱和区和非饱和区，可组成等效电阻，即用有源器件实现了电阻的功能。模拟及测试结果表明，当工作电压在1～4 V范围内时，阻值变化在5％以内。双MOS管电阻实际上是对单MOS管线性区电阻的补充和改进，结构简单，阻值从1 kW到几十kW且易于调整，采用标准CMOS工艺制作。 Si1-xGex材料和双极型器件的进展 贾宏勇，孙自敏，陈培毅， 半导体情报，36（3），1999 Si1-xGex材料具有许多优良的性质，高质量的应变外延层可以把能带工程的概念引入到IV族器件之中。外延Si1-xGex基区的异质结双极型晶体管（HBT）获得了优良的性能，并且，其具有可以同硅工艺兼容的优点，把Si1-xGex同Si集成的BiCMOS工艺取得了很大的发展，已经达到了工业应用的水平。Si1-xGex工艺的发展，电路速度的提高，也促进了微波集成电路的进步，提高了Si MMIC的应用频段。从目前的发展现状来看，已经达到了在射频（RF）通信中广泛应用的阶段。 Si1-xGex HBT技术：射频和微波领域中的新秀 贾宏勇，陈培毅，钱佩信 集成电路设计，（8），1999 本文回顾了过去几年中Si1-xGex材料和器件的发展，展示了其在微波电路中的应用。外延Si1-xGex基区的异质结双极型晶体管（HBT）以其优良的性能，并具有可以同硅工艺兼容的优点，促进了微波集成电路的进步，提高了Si MMIC的应用频段。从目前的发展现状来看，已经达到了在射频（RF）通信中广泛应用的阶段。 SiGe/Si超高真空化学气相外延工艺的研究 金晓军，贾宏勇，张进书，钱伟，韩勇，刘荣华，林惠旺，陈培毅，钱佩信 清华大学学报，39（S1），1999 为了研制出高性能的Si1-xGex/Si异质结器件，生长出适合器件应用的应变Si1-xGex材料，利用自行研制的超高真空化学气相沉积（UHV/CVD）设备，进行了Si1-xGex/Si 异质外延生长工艺的研究。研究了Si1-xGex生长速度以及组份随GeH4流量的变化规律。实验结果表明：Si1-xGex生长速度随GeH4流量明显增加，且外延层中的Ge组份约为气相中GeH4浓度的2.5倍。提出了一个简单的生长动力学模型，解释了组份与流量的关系。Raman谱分析结果表明外延层为完全应变的。利用该材料制作出了性能良好的二极管。 新型硅微加速度传感器的设计与制作 李军俊,，刘理天，杨景铭 清华大学学报，39（S1），1999 本文研究了一种新型的谐振式硅微加速度传感器，对其结构和工艺进行设计，并制作出了一系列不同结构和尺寸的这种器件。该加速度传感器在制作支撑梁的同时制作了用于检测信号的谐振梁，并采用电阻热驱动、压阻桥同步检测的方法来获得信号输出。设计方案利用了压阻传感技术和体硅微加工技术，又拥有谐振原理所带来的高分辨率，高稳定性和易于与信号处理电路结合的优点，以较低的成本获得了很高的器件性能。其结构尺寸从3mm×4mm到6mm×6mm不等。 量子化效应对深亚微米MOSFET亚阈区特性的影响 马玉涛，刘理天，李志坚 清华大学学报，39（S1），1999 本文通过在三角势垒近似下求解薛定谔方程,应用费米统计建立了MOSFET亚阈区经典的和量子力学的载流子分布模型，并从器件开启的实质出发，提出了一种适用于量子力学理论的开启电压定义，进而计算了经典理论和量子力学理论下的亚阈区载流子分布和亚阈区电流，首次系统研究了量子化效应对深亚微米MOSFET亚阈区特性的影响。计算结果表明：在高衬底掺杂浓度时，量子化效应导致载流子浓度和亚阈区电流的显著降低和开启电压的升高，而对亚阈区斜率因子(S)没有明显的影响。本文的工作表明：在深亚微米MOSFET器件亚阈区特性的模型工作和器件设计中，必须考虑量子化效应的影响。 包含多子带结构的MOS器件开启电压量子力学效应修正模型 马玉涛，刘理天，李志坚 半导体学报，20（3），1999 量子力学效应对于深亚微米MOSFET特性的影响随着衬底浓度的增加和栅氧层厚度的减小而日益显著。实验结果表明：量子力学效应能够导致开启电压明显的漂移。本文通过比较薛定谔方程在抛物线势垒下的数值解和三角势垒下的解析解验证了MOS结构弱反型区量子力学效应三角势垒近似的正确性。在计算弱反型区量化层内子带结构的基础上，提出量子化有效态密度和经典有效态密度的概念，分析了载流子在子带中的分布情况，讨论了量子力学效应影响开启电压的两个因素，并在此基础上给出了开启电压的量子力学修正模型。该模型准确地揭示了量子力学效应影响开启电压的物理实质，并给出了与实验数据吻合的结果。 关于MOSFET's反型层迁移率全局一致性的讨论 马玉涛，刘理天，李志坚 IEEE Trans. ED，146（9），1999 在已有的关于MOSFET反型层载流子迁移率的全局一致特性的研究中[1-4]，涉及到沟道非均匀掺杂的情况时的结论，存在明显的不统一。通过仔细研究文献[1]中的数据和文献[2]中的参数提取方法，我们发现：这种不统一仅仅是由于文献[1]中的耗尽层电荷的定义与其他文献中不同。同时我们发现文献[2]中从实验数据提取参数的方法是不适用的。本文的研究表明，在非掺杂沟道情况下，在流子迁移率有着与均匀掺杂沟道相同的规律。 表面有效态密度及其在MOS结构建模中的应用 马玉涛，刘理天，李志坚 第十一届全国IC、硅材料学术会议论文集，1999.9，大连 本文从载流子在MOS结构反型层内的分布特性出发，提出了表面有效态密度(SLEDOS: Surface Layer Effective Density-of-States)的概念。利用表面有效态密度的概念建立了经典理论框架和量子力学框架内的电荷分布模型。该模型引入了一种高效的迭代方法，具有较高的计算效率和很强的稳定性。在模型基础上，研究了量子化效应对反型层载流子浓度和表面电势的影响。进而利用SLEDOS的概念建立了一个开启电压量子化效应的修正模型。 不同温度下量子化效应对MOS结构反型层载流子浓度的影响 马玉涛，刘理天，李志坚 第十一届全国IC、硅材料学术会议论文集，1999.9，大连 低温MOS器件因为其固有的高迁移率和优越的亚阈区特性而受到人们的重视。量子化效应对MOSFET反型层载流子浓度和开启电压等特性会产生显著影响。本文首次对不同温度下量子化效应对MOS结构反型层载流子浓度的影响作了系统研究。在较宽的温度范围内 (77K~400K) 和较大的衬底掺杂浓度范围内（1016cm-3~1018cm-3）计算了经典理论分布和量子理论分布两种情况下反型层载流子浓度与栅电压的关系。 计算结果表明: 随着温度的降低， 量子化效应对载流子浓度的影响将会明显增大。在计算中发现：在包含进量子化效应后， MOS器件依然能够保持低温时的优良的亚阈区特性。较弱的反型区域内， 量子化效应对载流子浓度的影响更大。 现代MOSFET器件开启电压比较研究 马玉涛，刘理天，李志坚 第十一届全国IC、硅材料学术会议论文集，1999.9，大连 衬底非均匀掺杂器件因为其良好的短沟效应而成为MOSFET器件结构设计中的必要结构之一。而沟道杂质分布对开启电压的影响至关重要。本文针对衬底非均匀掺杂的MOSFET器件提出了表面强反型开启电压和恒定载流子浓度开启电压的概念，并在数值求解的基础上验证了两种定义的等效性。进而系统地对衬底杂质均匀分布、台阶状分布和高斯分布三种典型的沟道掺杂结构器件的开启电压进行了比较研究。计算结构验证了台阶状杂质分布结构降低开启电压的作用，以及非均匀掺杂结构相对于均匀掺杂结构减小开启电压的特性。计算结果表明，对于台阶状分布的结构，当低掺杂区域的宽度小于耗尽层厚度时，耗尽层厚度与低掺杂区域的宽度基本无关。文中同时给出了一个适用于台阶状杂质分布的MOS器件开启电压的解析模型。 集成微流量控制系统的研究 庞江涛，刘理天，李志坚 第六届全国敏感元件与传感器学术会议，1999.10，北京 将微流量控制器件与微流量传感器以及相关的信号处理和控制电路相结合的微型化、集成化的微流量控制系统，已经成为MEMS研究的热点之一。本文介绍了集成微流量控制系统的结构与工作原理，制作工艺流程。测试结果表明系统制作工艺简单，与标准MOS工艺完全兼容，为微流量控制系统的实用化奠定了基础。 微流量泵微小流量控制特性的研究 庞江涛，刘理天，李志坚 第十一届全国IC、硅材料学术会议论文集，1999.9，大连 微流量泵是一类典型的微执行器，在医学、化学、生物工程和电子工程等领域都有着广泛的应用前景。在不同的应用中对微流量泵的流量控制有不同的要求，其中在化学分析系统的应用中要求微流量泵能够实现稳定可控的微小流量，因此，需要对微流量泵的流量控制特性进行深入研究。目前，已经研制出各种驱动方式下工作的微流量泵[1-7]，其中铝硅双金属驱动方式因为它所具有的制作工艺简单，易于与电路集成的特点，得到了较为深入的研究[8]。本文对铝硅双金属驱动微流量泵的流量控制特性，尤其是微小流量控制特性进行了研究。分析以及测试结果表明在各种控制因素中频率是一种最佳的微小流量控制方法。 一种谐振式微加速度传感器的设计与制作 李军俊，刘理天，杨景铭 第六届全国敏感元件与传感器学术会议，1999.10，北京 本文报道了一种新型体硅结构谐振式微加速度传感器的设计与制作。该器件采用电流热激振、压阻电桥同步检测的方法来获得信号输出，其敏感结构为高度对称的四角支撑形式，并在质量块四边与支撑框架之间制作了四根谐振梁用于信号检测。该加速度传感器为三层硅结构，制作全部采用硅微机械加工工艺，对制作出的芯片样品，进行了封装测试，并给出了谐振子的性能测试结果。 一种新结构的压阻式加速度传感器 李军俊，刘理天，杨景铭 第十一届全国IC、硅材料学术会议论文集，1999.9，大连 本文对压阻式加速度传感器的不同结构进行了分析比较。得出了加速度场中敏感结构的应力集中区分布，给出了优化设计的准则，并据此进行了压敏电桥的设计，提出了一种高性能的四边环绕支撑新结构，并对制作成功的加速度传感器进行了封装测试，结果表明其具有好的性能。 硅集成微型泵系统的优化设计和兼容工艺研究 庞江涛，刘理天，李志坚 清华大学学报，39（S1），1999 介绍了一种新型硅集成微型泵系统的工作原理、结构优化、电路设计、制作工艺流程和初步的实验结果。该系统为三片式结构，其中两片由体硅微机械加工技术形成，结构微止回阀门，另一片为集成铝硅双金属驱动结构。驱动结构的结构参数得到了优化设计，提高了工作效率。利用铝硅双金属驱动结构制作工艺的特点，在驱动结构上集成制作了微流量传感器和信号处理电路，实现了系统集成。该集成系统的制作工艺简单，所采用的微机械加工工艺与标准MOS工艺完全兼容。集成微型泵的外形尺寸为6mm×6mm×1mm，最大输出背压力为10 kPa，最大流量可达倒44mL/min。