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不同栅氧退火工艺下的SiC MOS电容及其界面电学特性
1
作者 付兴中 刘俊哲 +4 位作者 薛建红 尉升升 谭永亮 王德君 张力江 《半导体技术》 CAS 北大核心 2025年第1期32-38,共7页
SiC MOS电容的电学特性和栅氧界面特性是评价和改进SiC MOS器件制造工艺的重要依据。通过依次测试SiC MOS器件的氧化物绝缘特性、界面态密度、偏压温度应力不稳定性(偏压温度应力条件下的平带电压漂移)、氧化物陷阱电荷密度和可动电荷... SiC MOS电容的电学特性和栅氧界面特性是评价和改进SiC MOS器件制造工艺的重要依据。通过依次测试SiC MOS器件的氧化物绝缘特性、界面态密度、偏压温度应力不稳定性(偏压温度应力条件下的平带电压漂移)、氧化物陷阱电荷密度和可动电荷密度的方法,对分别经过氮等离子体氧化后退火(POA)处理、氮氢混合等离子体POA处理、氮氢氧混合等离子体POA处理、氮氢氯混合等离子体POA处理的SiC MOS电容的电学特性和栅氧界面特性进行了分析。结果表明,该方法可以系统地评价SiC MOS电容电学特性和栅氧界面特性,经过氮氢氯混合等离子体POA处理的SiC MOS电容可以满足高温、大场强下长期运行的性能指标。 展开更多
关键词 SiC MOS电容 氧化后退火(POA) 平带电压漂移 氧化物陷阱电荷 可动电荷
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基于P3HT的有机薄膜晶体管环境稳定性提升
2
作者 李强 丁莉峰 +4 位作者 李磊磊 李禹文 李鑫旺 马佳楠 桑胜波 《半导体技术》 CAS 北大核心 2025年第1期23-31,共9页
电子设备领域对高稳定性有机薄膜晶体管(OTFT)的需求日益增长。为了解决有机材料在环境因素作用下影响晶体管稳定性的问题,制备了一种新型OTFT,并同时采用两种方法来提高其环境稳定性:对晶体管进行表面钝化处理,利用钝化层的高化学稳定... 电子设备领域对高稳定性有机薄膜晶体管(OTFT)的需求日益增长。为了解决有机材料在环境因素作用下影响晶体管稳定性的问题,制备了一种新型OTFT,并同时采用两种方法来提高其环境稳定性:对晶体管进行表面钝化处理,利用钝化层的高化学稳定性隔绝空气中的氧分子和水分子;利用聚(3-己基噻)(P3HT)共混聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有源层获得高抗氧化性和抗水解能力。测试结果表明,经过60d后器件载流子迁移率仅降低到原始值的87.91%,电流开关比降低到原来的81.90%,说明本文提出的环境稳定性提升方法优于其他方法。 展开更多
关键词 聚(3-己基噻吩)(P3HT) 有机薄膜晶体管(OTFT) 稳定性提升 表面钝化 有源层共混
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14 nm体硅FinFET工艺标准单元的总剂量效应
3
作者 李海松 王斌 +3 位作者 杨博 蒋轶虎 高利军 杨靓 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期619-624,647,共7页
随着鳍式场效应晶体管(FinFET)在高辐射环境中的广泛应用,其在总剂量(TID)效应下的可靠性成为研究重点。基于14 nm体硅互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺FinFET标准单元,设计了一款TID效应实验验证电路。利用^(60)Co产生的γ射线研究了该... 随着鳍式场效应晶体管(FinFET)在高辐射环境中的广泛应用,其在总剂量(TID)效应下的可靠性成为研究重点。基于14 nm体硅互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺FinFET标准单元,设计了一款TID效应实验验证电路。利用^(60)Co产生的γ射线研究了该验证电路的静态电流以及环振电路的环振频率和触发器电路的时序特性随辐照总剂量变化的情况,表征了FinFET工艺的本征抗辐射能力。实验结果表明,当辐照总剂量达到1000 krad(Si)时,验证电路静态电流增大了121%,且整个过程基本呈线性趋势增长,增长斜率约为3.14μA/krad(Si);组合逻辑单元时序参数变化绝对值小于0.6%,时序逻辑单元CK到输出端的延迟时间变化绝对值小于1%。这主要归因于TID效应对FinFET的阈值电压和饱和电流影响较小,而对器件的亚阈值漏电流影响较大。该研究结果为先进工艺超大规模集成电路在空间辐射环境中的应用提供了一定的理论指导。 展开更多
关键词 14 nm 鳍式场效应晶体管(FinFET)工艺 组合逻辑 时序逻辑 总剂量(TID)效应 标准单元
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一种用于高性能FPGA的多功能I/O电路
4
作者 罗旸 刘波 +3 位作者 曹正州 谢达 张艳飞 单悦尔 《半导体技术》 北大核心 2025年第3期265-272,共8页
为了满足等效系统门数为亿门级现场可编程门阵列(FPGA)的高速率、多功能数据传输需求,设计了一种用于高性能FPGA的多功能输入输出(I/O)电路,工作电压为0.95 V,单个I/O电路的最高数据传输速率为2 Gbit/s。通过在输入逻辑电路中设计同一... 为了满足等效系统门数为亿门级现场可编程门阵列(FPGA)的高速率、多功能数据传输需求,设计了一种用于高性能FPGA的多功能输入输出(I/O)电路,工作电压为0.95 V,单个I/O电路的最高数据传输速率为2 Gbit/s。通过在输入逻辑电路中设计同一边沿流水技术的双倍数据速率(DDR)电路,可以使数据不仅能在相同的时钟沿输出,而且能在同一个时钟周期输出。通过分级采样结合时钟分频和偏移技术,仅需4个时钟周期即可完成8∶1数据的转换。另外,该I/O电路还可以对数据输入输出的延时进行调节,采用粗调和细调相结合的方式,共提供512个延时抽头,并且延时的分辨率达到4 ps。仿真和实测结果表明,该多功能I/O电路能为高性能FPGA提供灵活、多协议的高速数据传输功能。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列(FPGA) 输入输出(I/O)电路 多电平标准 双倍数据速率(DDR) 串并转换器(SerDes)
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CMOS低噪声高响应度太赫兹探测器线阵电路设计
5
作者 徐雷钧 马宇杰 +2 位作者 黄磊 白雪 陈建锋 《半导体技术》 北大核心 2025年第3期296-303,共8页
为了进一步提高电压响应度和探测成像速度,降低噪声等效功率,基于0.18μm CMOS工艺设计了一种低噪声高响应度太赫兹探测器线阵电路,提出了一种由自混频功率探测电路、电压缓冲级、运算放大器组成的1×4太赫兹阵列结构。通过源极差... 为了进一步提高电压响应度和探测成像速度,降低噪声等效功率,基于0.18μm CMOS工艺设计了一种低噪声高响应度太赫兹探测器线阵电路,提出了一种由自混频功率探测电路、电压缓冲级、运算放大器组成的1×4太赫兹阵列结构。通过源极差分驱动的自混频功率探测电路将辐射信号耦合至场效应管的栅极和源极,实现高响应度。通过电压缓冲级降低总体噪声,通过运算放大器有效放大探测信号。探测器线阵电路面积为0.8 mm^(2)。测试结果表明,当偏置电压为0.5 V时,该探测系统对0.37 THz辐射信号的电压响应度最大可达441 kV/W,对应的最小噪声等效功率为48 pW/Hz^(1/2)。相比单像素探测器,该探测器阵列可有效提升探测成像速度;相比传统的探测器阵列,该探测器阵列具有更优的性能参数。 展开更多
关键词 互补金属氧化物半导体(CMOS) 太赫兹 探测器 高响应度 低噪声
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一种前后台结合的Pipelined ADC校准技术
6
作者 薛颜 徐文荣 +2 位作者 于宗光 李琨 李加燊 《半导体技术》 CAS 北大核心 2025年第1期46-54,共9页
针对Pipelined模数转换器(ADC)中采样电容失配和运放增益误差带来的非线性问题,提出了一种前后台结合的Pipelined ADC校准技术。前台校准技术通过对ADC量化结果的余量分析,补偿相应流水级的量化结果,后台校准技术基于伪随机(PN)注入的方... 针对Pipelined模数转换器(ADC)中采样电容失配和运放增益误差带来的非线性问题,提出了一种前后台结合的Pipelined ADC校准技术。前台校准技术通过对ADC量化结果的余量分析,补偿相应流水级的量化结果,后台校准技术基于伪随机(PN)注入的方式,利用PN的统计特性校准增益误差。本校准技术在系统级建模和RTL级电路设计的基础上,实现了现场可编程门阵列(FPGA)验证并成功流片。测试结果显示,在1 GS/s采样速率下,校准精度为14 bit的Pipelined ADC的有效位数从9.30 bit提高到9.99 bit,信噪比提高约4 dB,无杂散动态范围提高9.5 dB,积分非线性(INL)降低约10 LSB。 展开更多
关键词 Pipelined模数转换器(ADC) 电容失配 增益误差 前台校准 后台校准
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强韧一体Cu/Sn/Ag致密三维网络状接头结构设计与制备
7
作者 张宏辉 徐红艳 +1 位作者 张炜 刘璇 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期625-632,共8页
为满足大功率电力电子器件耐高温、高可靠性芯片焊接需求,解决Cu/Sn/Ag体系瞬态液相扩散焊接(TLPS)接头脆性大、韧性不足、孔隙率高等问题,通过电镀高纯度Cu@Sn核壳结构复合粉末和物理气相沉积镀覆Ag层,研究了Sn镀层厚度对接头强度和孔... 为满足大功率电力电子器件耐高温、高可靠性芯片焊接需求,解决Cu/Sn/Ag体系瞬态液相扩散焊接(TLPS)接头脆性大、韧性不足、孔隙率高等问题,通过电镀高纯度Cu@Sn核壳结构复合粉末和物理气相沉积镀覆Ag层,研究了Sn镀层厚度对接头强度和孔隙率的影响以及镀覆Ag层厚度对TLPS接头抗氧化性能和韧性的影响。结果表明,Sn镀层厚度为2~3μm时接头本体相孔隙率最低,抗拉强度达到86 MPa;Cu/Sn/Ag体系中Sn镀层厚度为2μm且镀覆Ag层厚度为1μm时,Cu3Sn/Ag3Sn包覆Cu颗粒的三维网络状结构致密接头的弹性模量由Cu@Sn体系中的83 GPa降至Cu@Sn@Ag体系中的75 GPa;通过在Cu基板表面镀Sn和镀Ag等改性处理,提高了Cu/Sn/Ag预成型焊片与直接键合铜(DBC)基板的共面性,实现了焊接界面致密互连。以上结果为Cu/Sn/Ag系统TLPS制备耐高温接头技术提供了研究依据和应用基础。 展开更多
关键词 电力电子器件 瞬态液相扩散焊接(TLPS) Cu@Sn@Ag复合粉末 三维网络状结构 耐高温接头
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高性能YOLOv3-tiny嵌入式硬件加速器的混合优化设计
8
作者 谭会生 肖鑫凯 卿翔 《半导体技术》 CAS 北大核心 2025年第1期55-63,共9页
为解决在嵌入式设备中部署神经网络受算法复杂度、执行速度和硬件资源约束的问题,基于Zynq异构平台,设计了一个高性能的YOLOv3-tiny网络硬件加速器。在算法优化方面,将卷积层和批归一化层融合,使用8 bit量化算法,简化了算法流程;在加速... 为解决在嵌入式设备中部署神经网络受算法复杂度、执行速度和硬件资源约束的问题,基于Zynq异构平台,设计了一个高性能的YOLOv3-tiny网络硬件加速器。在算法优化方面,将卷积层和批归一化层融合,使用8 bit量化算法,简化了算法流程;在加速器架构设计方面,设计了可动态配置的层间流水线和高效的数据传输方案,缩短了推理时间,减小了存储资源消耗;在网络前向推理方面,针对卷积计算,基于循环展开策略,设计了8通道并行流水的卷积模块;针对池化计算,采用分步计算策略实现对连续数据流的高效处理;针对上采样计算,提出了基于数据复制的2倍上采样方法。实验结果表明,前向推理时间为232 ms,功耗仅为2.29 W,系统工作频率为200 MHz,达到了23.97 GOPS的实际算力。 展开更多
关键词 YOLOv3-tiny网络 异构平台 硬件加速器 动态配置架构 硬件混合优化 数据复制上采样
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IGBT相变冷板的设计和数值模拟
9
作者 潘子升 周俊屹 +1 位作者 余时帆 胡桂林 《半导体技术》 北大核心 2025年第5期506-513,531,共9页
针对绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块散热中功率密度高且散热负荷随工况变化的问题,基于制冷剂对流散热和蒸发潜热的微通道沸腾相变散热技术可对IGBT芯片进行有效散热,建立了三维、伪瞬态算法稳态和流体体积(VOF)相变的综合数学模型。研究了... 针对绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块散热中功率密度高且散热负荷随工况变化的问题,基于制冷剂对流散热和蒸发潜热的微通道沸腾相变散热技术可对IGBT芯片进行有效散热,建立了三维、伪瞬态算法稳态和流体体积(VOF)相变的综合数学模型。研究了R1233zd、R1234ze、R134a三种相变制冷剂在单片IGBT微通道沸腾相变散热器中的散热性能;在单片的基础上进行了多片IGBT串联、并联、串并联三种不同流道设计的微通道沸腾相变散热器性能的数值模拟研究。研究结果表明,R134a在6 L/min流速工况下,较其他两种相变制冷剂散热性能更优;串联流道比并联和串并联流道芯片温升低34.5%,其整体温升低于60℃。 展开更多
关键词 绝缘栅双极晶体管(IGBT) 散热器 数值模拟 制冷剂 流体体积(VOF)模型
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基于同步辐射的SGT MOSFET失效无损检测技术 被引量：1
10
作者 万荣桂 郑理 +3 位作者 王丁 周学通 沈玲燕 程新红 《半导体技术》 北大核心 2025年第2期181-186,共6页
屏蔽栅沟槽型MOSFET(SGT MOSFET)在应用中,鉴于电路中存在寄生电感或感性负载,该器件极易受非箝位电感开关(UIS)应力的影响,可能导致器件烧毁失效。采用X射线衍射形貌(XRT)技术对SGT MOSFET雪崩失效后的X射线衍射图像进行研究。在不损... 屏蔽栅沟槽型MOSFET(SGT MOSFET)在应用中,鉴于电路中存在寄生电感或感性负载,该器件极易受非箝位电感开关(UIS)应力的影响,可能导致器件烧毁失效。采用X射线衍射形貌(XRT)技术对SGT MOSFET雪崩失效后的X射线衍射图像进行研究。在不损坏器件的前提下,将烧毁点定位在元胞区域的漂移区。采用开盖检测方式验证了烧毁点位置的准确性,并且通过扫描电子显微镜(SEM)表征烧毁点的微观形貌。最后,通过仿真软件模拟芯片表面的三维图形,并利用TCAD仿真揭示了UIS的失效机理,即电流集中所产生的高温致使漂移区的硅融化。失效机理与实验结果相吻合。 展开更多
关键词 屏蔽栅沟槽型功率MOSFET 雪崩失效 同步辐射 无损检测 截面拓扑
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基于衬底台阶调控技术的高质量GaN生长
11
作者 高楠 房玉龙 +4 位作者 王波 张志荣 尹甲运 韩颖 刘超 《半导体技术》 北大核心 2025年第5期481-487,共7页
GaN晶体质量提升对材料及器件性能优化至关重要。通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)在SiC衬底上对GaN晶体质量进行了实验研究。对比了高温H2刻蚀与高温HCl刻蚀对衬底台阶的影响,并对后续生长的AlN和GaN晶体质量进行了表征,发现增加衬... GaN晶体质量提升对材料及器件性能优化至关重要。通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)在SiC衬底上对GaN晶体质量进行了实验研究。对比了高温H2刻蚀与高温HCl刻蚀对衬底台阶的影响,并对后续生长的AlN和GaN晶体质量进行了表征,发现增加衬底台阶宽度有助于降低半高宽(FWHM)。采用不同表面预处理条件进行材料生长,发现氨气/三甲基铝(NH_(3)/TMAl)交替预处理对台阶有修饰作用,有助于降低GaN(002)晶面X射线衍射(XRD)峰FWHM,对(102)晶面XRD峰FWHM影响较小。最后讨论了AlN生长温度对GaN晶体质量的影响,发现AlN和GaN晶体质量均随温度升高而提高。综合各条件生长得到的GaN(002)晶面XRD峰FWHM为58.5 arcsec的GaN外延层,该FWHM为目前已知最低值,该样品GaN(102)晶面XRD峰FWHM为104.9 arcsec。 展开更多
关键词 金属有机物化学气相沉积(MOCVD) GAN 衬底台阶 高温刻蚀 半高宽(FWHM)
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时序优化的瞬态热反射成像测温技术
12
作者 夏力 商娅娜 +4 位作者 陈娜 刘书朋 刘勇 庞拂飞 王廷云 《半导体技术》 北大核心 2025年第4期385-392,共8页
为消除光源波动对热反射测量的干扰,提出一种时序优化的瞬态热反射成像测温方法。该方法在触发光源信号与激励信号之间交替实现两者的同步与延迟,从而实现瞬态热反射成像。为验证该方法,使用尺寸小、热导率高的硅芯石英包层光纤作为样品... 为消除光源波动对热反射测量的干扰,提出一种时序优化的瞬态热反射成像测温方法。该方法在触发光源信号与激励信号之间交替实现两者的同步与延迟,从而实现瞬态热反射成像。为验证该方法,使用尺寸小、热导率高的硅芯石英包层光纤作为样品,得到硅芯在一个温度变化周期内的反射率变化与平均反射率的比值(ΔR/R_(0))为-5.98×10^(-4),而相同测量时间内光源波动导致的该比值为-2.17×10^(-2),证实了该方法能够减小光源波动的影响。并对硅芯进行光热瞬态测温实验验证,动态描绘硅芯在激光脉冲作用下的升温过程,得到其温度变化在120 ms时刻达到最大值1℃,时间分辨率为20 ms。 展开更多
关键词 瞬态热反射成像 反射率 光源波动 时序优化 硅芯石英包层光纤
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可调谐MEMS-VCSEL微桥梁制备及其应力的影响
13
作者 朱鲁江 孙玉润 +2 位作者 张琪 于淑珍 董建荣 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期589-594,共6页
针对微电子机械系统(MEMS)的垂直腔面发射激光器(VCSEL)中静电驱动微桥梁结构制备工艺开展研究,旨在制备平直的悬空微桥梁结构,并通过工艺优化提高其可靠性。利用干法刻蚀和湿法腐蚀相结合的方法刻蚀Ge牺牲层,这种方法既能够防止湿法腐... 针对微电子机械系统(MEMS)的垂直腔面发射激光器(VCSEL)中静电驱动微桥梁结构制备工艺开展研究,旨在制备平直的悬空微桥梁结构,并通过工艺优化提高其可靠性。利用干法刻蚀和湿法腐蚀相结合的方法刻蚀Ge牺牲层,这种方法既能够防止湿法腐蚀横向刻蚀过多,还可以提高Ge和底部电极Ti的刻蚀比。通过XeF_(2)气体干法刻蚀去除剩余的Ge以释放微桥梁结构,避免湿法腐蚀释放造成的微桥梁结构与衬底粘附问题,测试结果表明XeF_(2)横向腐蚀Ge的速率高达150μm/min。此外,选用SiNx介质作为微桥梁结构层,并通过优化等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺条件调控薄膜应力为低张应力,解决了残余应力导致的微桥梁结构弯曲和断裂问题,制备了平直的悬空微桥梁结构。 展开更多
关键词 微电子机械系统(MEMS) 微桥梁结构 Ge刻蚀 XeF_(2)干法刻蚀 残余应力
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Flash开关单元编程及擦除阈值电压回归模型
14
作者 翟培卓 洪根深 +3 位作者 王印权 郑若成 谢儒彬 张庆东 《半导体技术》 北大核心 2025年第2期154-160,共7页
Flash开关单元是实现Flash型现场可编程门阵列(FPGA)的重要配置单元,具有可重构、集成度高、功耗低的优势。采用正交试验设计方法,进行了n型Flash开关单元编程及擦除试验,获取了Sense管和Switch管编程及擦除阈值电压,构建了Sense管编程... Flash开关单元是实现Flash型现场可编程门阵列(FPGA)的重要配置单元,具有可重构、集成度高、功耗低的优势。采用正交试验设计方法,进行了n型Flash开关单元编程及擦除试验,获取了Sense管和Switch管编程及擦除阈值电压,构建了Sense管编程阈值电压、Sense管擦除阈值电压、Switch管编程阈值电压、Switch管擦除阈值电压共四个回归模型。结果表明:所建立模型预测阈值电压的最大误差均不超过0.15 V,平均误差均不超过0.06 V,均具有较高的显著性,模型可信度高;Sense管和Switch管编程阈值电压与编程时间的对数、编程正压、编程负压分别呈线性关系,Sense管和Switch管擦除阈值电压与擦除时间的对数、擦除正压、擦除负压亦分别呈线性关系。回归模型可为Flash开关单元操作波形的设计和优化提供参考依据。 展开更多
关键词 正交试验 FLASH 开关单元 阈值电压 回归模型
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基于石墨烯/硫化铅量子点异质结的窄带光电探测器
15
作者 郑玉琳 黄北举 +1 位作者 程传同 陈力颖 《半导体技术》 CAS 北大核心 2025年第1期10-16,共7页
纳米材料硫化铅量子点(PbS QD)以其高光吸收率和尺寸可调的带隙,被视为短波红外(SWIR)光电探测器的重要候选材料。将卤素配体置换的PbS QD薄膜与单层石墨烯结合制备了石墨烯/硫化铅量子点异质结光电探测器。采用液相配体交换技术结合单... 纳米材料硫化铅量子点(PbS QD)以其高光吸收率和尺寸可调的带隙,被视为短波红外(SWIR)光电探测器的重要候选材料。将卤素配体置换的PbS QD薄膜与单层石墨烯结合制备了石墨烯/硫化铅量子点异质结光电探测器。采用液相配体交换技术结合单步旋涂工艺,实现了PbS QD薄膜的均匀沉积。该技术不仅减少了缺陷态的产生,而且通过单步旋涂工艺能够实现所需薄膜厚度的快速沉积,简化了器件制备流程,满足工业化生产要求。测试了器件在SWIR波段的性能,结果显示该光电探测器在1550 nm处响应度为1.26×10^(4)A/W,显著高于其他波段,证实器件在1550 nm波段附近具有窄带探测的能力。此外,在1550 nm处比探测率高达1.49×10^(12)Jones。该结果表明器件在SWIR波段具备高探测灵敏度和实际应用的潜力。 展开更多
关键词 相转移配体交换 硫化铅量子点 石墨烯 光电探测器 红外探测
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高阈值电压的半环绕式MIS栅极P-GaNHEMT
16
作者 何晓宁 贾茂 +3 位作者 李明志 侯斌 杨凌 马晓华 《半导体技术》 北大核心 2025年第4期333-338,共6页
p-GaNHEMT以阈值电压稳定、导通损耗低、开关频率高和工艺成熟等优势,成为新一代主流功率开关器件。针对其栅控能力与开态损耗优化需求,提出了一种采用半环绕式金属-绝缘体-半导体(MIS)栅结构的p-GaNHEMT。通过采用SiN介质层及栅极金属... p-GaNHEMT以阈值电压稳定、导通损耗低、开关频率高和工艺成熟等优势,成为新一代主流功率开关器件。针对其栅控能力与开态损耗优化需求,提出了一种采用半环绕式金属-绝缘体-半导体(MIS)栅结构的p-GaNHEMT。通过采用SiN介质层及栅极金属环绕p-GaN层,该器件实现了6.9 V的高阈值电压,且栅极操作范围提升至14 V。器件的输出电流由17.1 mA/mm提升至30.5 mA/mm,导通电阻则由106.4Ω·mm降低至47.6Ω·mm。基于SilvacoTCAD软件的仿真结果表明,半环绕式MIS栅极结构显著提升了沟道电流密度,有效降低了栅极下方的尖峰电场强度,从而提高了器件的击穿电压。此外,峰值跨导的误差棒显示样品的平均峰值跨导从5.8 mS/mm增至6.8 mS/mm,进一步验证了半环绕栅(GSA)技术对提升p-GaNHEMT栅极控制能力的显著效果。 展开更多
关键词 半环绕栅(GSA) 常关型 ALGAN/GAN HEMT p-GaN栅极 电学特性
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室温晶圆键合的金刚石基GaN HEMT制备与性能
17
作者 张栋曜 周幸叶 +3 位作者 郭红雨 余浩 吕元杰 冯志红 《半导体技术》 北大核心 2025年第5期468-472,共5页
GaN作为第三代宽禁带半导体材料,具有较大的自发极化系数和压电系数,可承受高功率密度,适用于高频、高温、大功率器件。随着GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)向小型化、大功率发展,散热问题已成为制约GaN功率器件性能提升的重要因素。高热导... GaN作为第三代宽禁带半导体材料,具有较大的自发极化系数和压电系数,可承受高功率密度,适用于高频、高温、大功率器件。随着GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)向小型化、大功率发展,散热问题已成为制约GaN功率器件性能提升的重要因素。高热导率(2000 W·m^(-1)·K^(-1))金刚石是一种极具竞争力的新型散热材料,在解决大功率器件的散热问题方面极具潜力。针对散热问题,采用室温晶圆键合工艺制备了金刚石基GaN HEMT,并对其进行了直流特性、微波功率特性和结温测试。与传统SiC基GaN HEMT相比,金刚石基GaN HEMT的漏源饱和输出电流增大了约5%,热阻从5.04 K·mm/W降低至3.78 K·mm/W,有利于提升器件性能、延长器件寿命。本文研究结果为突破GaN功率器件性能的发展瓶颈提供了实验基础。 展开更多
关键词 GAN 金刚石 微波功率 结温 散热能力
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高输出电压1310 nm激光电池
18
作者 付建鑫 孙玉润 +1 位作者 于淑珍 董建荣 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期574-580,共7页
激光电池(LPC)是激光传能系统中的关键组件,可将激光能量转换为电能。为解决当前1310 nm波长多结激光电池存在的输出电压偏低问题,设计并采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术制备了受光面直径为2 mm的十结InGaAsP 1310 nm激光电池,... 激光电池(LPC)是激光传能系统中的关键组件,可将激光能量转换为电能。为解决当前1310 nm波长多结激光电池存在的输出电压偏低问题,设计并采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术制备了受光面直径为2 mm的十结InGaAsP 1310 nm激光电池,采用无光学吸收损耗的p^(++)-InAlAs/n^(++)-InP隧道结连接各子电池。研究了该激光电池在不同激光功率和温度下的电流-电压(I-V)特性,室温(25±2)℃下,其开路电压达到5.82 V,入射光功率为1.54 W时光电转换效率达到30.33%。结果表明多结激光电池I-V特性曲线中开路电压点附近的非线性特性是由背面不良欧姆接触所致。 展开更多
关键词 激光电池(LPC) 1310 nm 多结 高输出电压 INGAASP
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基于谐波调谐的C波段高效率GaN HEMT功率放大器
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作者 李俊敏 刘英坤 +1 位作者 李通 蔡道民 《半导体技术》 北大核心 2025年第3期289-295,共7页
为解决传统功率放大器在管壳外部进行谐波匹配,导致谐波短路传输相位不一致和谐波、基波匹配电路互相影响的问题,基于0.25μm GaN HEMT工艺,对C波段高效率预匹配功率放大器进行研究。功率放大器管壳内部HEMT输入端采用键合线和瓷片电容... 为解决传统功率放大器在管壳外部进行谐波匹配,导致谐波短路传输相位不一致和谐波、基波匹配电路互相影响的问题,基于0.25μm GaN HEMT工艺,对C波段高效率预匹配功率放大器进行研究。功率放大器管壳内部HEMT输入端采用键合线和瓷片电容形成T型匹配网络来提升输入阻抗,以HEMT输出端键合线和瓷片电容分别作为电感和电容进行串联,使HEMT输出端对二次谐波短路,控制器件的电压和电流波形,提高放大器的漏极效率。管壳外部利用微带线进行阻抗变换,将输入输出阻抗匹配到50Ω。经测试,GaN HEMT功率放大器在5.8 GHz下饱和输出功率、漏极效率和功率增益分别为48.7 dBm、72%和11.3 dB。 展开更多
关键词 谐波阻抗匹配 漏极效率 GAN HEMT 功率放大器
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基于MOF衍生NiO中空纳米微球的室温NO_(2)气体传感器
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作者 李栋辉 韩丹 +2 位作者 桑鲁骁 菅傲群 桑胜波 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期568-573,580,共7页
NO_(2)是大气污染中最常见的有毒气体之一,快速准确地探测NO_(2)对环境保护和人类健康具有重要意义。金属有机框架(MOF)是一类具有高比表面积和丰富活性位点的新型结构,可经加热锻烧去除有机配体,衍生出对应的中空多孔金属氧化物,是目... NO_(2)是大气污染中最常见的有毒气体之一,快速准确地探测NO_(2)对环境保护和人类健康具有重要意义。金属有机框架(MOF)是一类具有高比表面积和丰富活性位点的新型结构,可经加热锻烧去除有机配体,衍生出对应的中空多孔金属氧化物,是目前室温气体传感器领域优异的敏感单元候选。利用便捷高效的一步水热法及热退火工艺制备出基于MOF衍生NiO中空纳米微球的室温NO_(2)气体传感器,并结合结构和形貌表征手段证明其成功制备。气敏测试结果表明,所制备的传感器在室温下对NO_(2)具有优异的响应恢复特性,检测限为0.5×10^(-6),并通过能带结构分析了整个气体传感过程。所制备的MOF衍生NiO中空纳米微球传感器为实现室温NO_(2)气体传感提供了理想的解决方案。 展开更多
关键词 NIO 气体传感器 纳米微球 中空多孔结构 室温传感
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