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宽禁带半导体碳化硅基核辐射探测器研究进展
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作者 杜青波 杨亚鹏 +5 位作者 高旭东 张智 赵晓宇 王惠琦 刘轶尔 李国强 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第5期737-756,共20页
碳化硅(SiC)半导体材料具有宽禁带、大晶体原子离位阈能及高电子空穴迁移速率等众多突出优势,基于其研制的SiC核辐射探测器具有耐高温、抗辐照、体积小、响应快等优点。高质量、大尺寸SiC晶体材料与外延生长技术及器件制备工艺的不断提... 碳化硅(SiC)半导体材料具有宽禁带、大晶体原子离位阈能及高电子空穴迁移速率等众多突出优势,基于其研制的SiC核辐射探测器具有耐高温、抗辐照、体积小、响应快等优点。高质量、大尺寸SiC晶体材料与外延生长技术及器件制备工艺的不断提升,极大地促进了SiC基核辐射探测器的发展。本文从SiC核辐射探测器的原理及性能评价指标入手,分析了辐射探测时SiC材料与各种辐射粒子相互作用的方式、主要性能指标,以及主要性能指标与SiC晶体缺陷等的关系,并基于SiC晶体的物理性质,总结对比了探测器级SiC晶体衬底制备和外延生长的方法,重点介绍了SiC带电粒子探测器、中子探测器、X/γ探测器的最新研究进展,分析了SiC基核辐射探测器发展面临的挑战,为提高SiC基核辐射探测器的性能提供了参考。 展开更多
关键词 碳化硅 半导体 半导体核辐射探测器 单晶生长 外延生长
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宽禁带半导体X射线探测器研究进展
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作者 吴璇 高润龙 +3 位作者 刘志宇 钟向丽 刘林月 欧阳晓平 《发光学报》 北大核心 2025年第5期794-812,共19页
高性能半导体X射线探测器应具备低检测限、低暗电流、高灵敏度、快速响应、强抗辐照性能等特点。碳化硅、氮化镓、金刚石、氧化镓和氧化锌等宽禁带半导体因具有宽禁带宽度、高电子迁移率、高击穿场强、高饱和载流子漂移速度、大离位能... 高性能半导体X射线探测器应具备低检测限、低暗电流、高灵敏度、快速响应、强抗辐照性能等特点。碳化硅、氮化镓、金刚石、氧化镓和氧化锌等宽禁带半导体因具有宽禁带宽度、高电子迁移率、高击穿场强、高饱和载流子漂移速度、大离位能等特性,在X射线探测中展现出优异性能,符合高性能半导体X射线探测器的特点要求,成为极具前景的X射线探测器。本文介绍了碳化硅、氮化镓、金刚石、氧化镓和氧化锌等宽禁带半导体材料特性、制备技术和X射线探测器研究的最新进展,为医学成像、工业检测和太空探索等未来研究方向和潜在应用提供了参考。 展开更多
关键词 半导体 X射线探测器 碳化硅 氮化镓 金刚石
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“宽禁带功率半导体器件封装集成技术与可靠性优化研究”专题特约主编寄语
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作者 王来利 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5011-5012,共2页
随着“双碳”进程加快和能源转型优化,电力电子装备作为未来实现清洁能源并网、传输和利用等相关环节的核心扮演着愈发重要的作用,以碳化硅、氮化镓为代表的第三代宽禁带功率半导体器件相对传统硅基器件具有高频、高压、高效及耐高温等... 随着“双碳”进程加快和能源转型优化,电力电子装备作为未来实现清洁能源并网、传输和利用等相关环节的核心扮演着愈发重要的作用,以碳化硅、氮化镓为代表的第三代宽禁带功率半导体器件相对传统硅基器件具有高频、高压、高效及耐高温等优异特性,因而具有广阔的应用前景。然而,传统硅基电力电子器件的封装集成技术无法满足宽禁带半导体器件的性能与可靠性需求,该问题已成为制约整个产业发展的技术瓶颈。 展开更多
关键词 封装集成技术 功率半导体器件
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宽禁带半导体ZnGa_(2)O_(4)研究进展 被引量:1
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作者 雷莎莎 龚巧瑞 +2 位作者 赵呈春 孙晓慧 杭寅 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第8期1289-1301,共13页
宽禁带半导体材料因独特的物理和化学特性,在光电器件等领域展现出巨大的潜力,受到了越来越多的研究和关注。镓酸锌(ZnGa_(2)O_(4))作为一种宽禁带半导体材料,具有禁带宽度大、结构独特、热稳定性良好等优点,在日盲紫外光电探测、X射线... 宽禁带半导体材料因独特的物理和化学特性,在光电器件等领域展现出巨大的潜力,受到了越来越多的研究和关注。镓酸锌(ZnGa_(2)O_(4))作为一种宽禁带半导体材料,具有禁带宽度大、结构独特、热稳定性良好等优点,在日盲紫外光电探测、X射线探测等领域具有广阔的应用前景。本文从ZnGa_(2)O_(4)的基本结构特性出发,详细介绍了ZnGa_(2)O_(4)的禁带宽度、光电性能以及ZnGa_(2)O_(4)体块单晶和薄膜的制备方法。结合国内外学者近期的一些研究成果,概述了ZnGa_(2)O_(4)在多个领域的应用前景,特别是日盲紫外光电探测、忆阻器、X射线探测和功率器件等方面的研究进展。最后对ZnGa_(2)O_(4)材料的未来发展方向提出了展望,指出可进一步提升ZnGa_(2)O_(4)材料的质量和性能,以提升器件性能,满足更高级别的应用需求。 展开更多
关键词 ZnGa_(2)O_(4) 半导体 光电性能 制备方法 应用
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宽禁带半导体器件开关振荡研究综述 被引量:4
5
作者 孙帅 林仲康 +2 位作者 唐新灵 魏晓光 赵志斌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2386-2407,I0026,共23页
宽禁带半导体器件具有高频、高效率、高功率密度等优点。然而,低寄生电容、低阈值电压和快速开关等特性也使它们更容易受到开关振荡的影响。该文综述开关振荡的类型、产生机理、敏感参数以及抑制方法。首先,依据波形特征将振荡分为阻尼... 宽禁带半导体器件具有高频、高效率、高功率密度等优点。然而,低寄生电容、低阈值电压和快速开关等特性也使它们更容易受到开关振荡的影响。该文综述开关振荡的类型、产生机理、敏感参数以及抑制方法。首先,依据波形特征将振荡分为阻尼振荡及自持振荡两类;其次,建立开关振荡分析模型,包括器件模型和开关电路模型,依托该模型研究两种振荡的机理、敏感参数以及各敏感参数对振荡特性的影响规律;再次,分析两类开关振荡的差异性和关联性;最后,总结抑制开关振荡的主要方法,并对各种方法的优缺点进行比较分析。对前人研究成果进行总结和延伸,期望帮助研究人员更好地将宽禁带器件应用于高频高功率变换工况。 展开更多
关键词 半导体 振荡 阻尼振荡 自持振荡 反馈 负电阻
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基于宽禁带半导体氧化物微纳材料的紫外探测器研究进展 被引量:8
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作者 陈星 周畅 +1 位作者 刘可为 申德振 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期912-928,共17页
紫外探测技术是继红外探测与激光探测技术之后的又一项军民两用探测技术,有广阔的应用前景。真空光电倍增管和Si基光电二极管是常见的商品化紫外探测器,但是真空光电倍增管易受高温和电磁辐射干扰,需要在高压下工作;而Si基光电二极管需... 紫外探测技术是继红外探测与激光探测技术之后的又一项军民两用探测技术,有广阔的应用前景。真空光电倍增管和Si基光电二极管是常见的商品化紫外探测器,但是真空光电倍增管易受高温和电磁辐射干扰,需要在高压下工作;而Si基光电二极管需要昂贵的滤光片。宽禁带半导体紫外探测器克服了上述两种器件面临的一些问题,成为紫外探测器研究的热点。其中宽禁带氧化物材料,具有易于制备高响应高增益器件、有丰富的微纳结构、易于制备微纳器件的特点,引起了人们的广泛关注。本文对宽禁带半导体氧化物材料的微纳结构器件进行梳理,对近年来的一些相关研究进行了综述。其中涉及的氧化物材料包括ZnO,Ga_(2)O_(3),SnO_(2),TiO_(2)等,涉及的器件结构包括金属-半导体-金属型器件,肖特基结型器件,异质结型器件等。 展开更多
关键词 半导体 氧化物半导体 微纳结构 紫外探测器
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基于专利的氧化锌宽禁带半导体材料技术中外比较 被引量:4
7
作者 吴菲菲 张亚茹 +1 位作者 黄鲁成 苗红 《情报杂志》 CSSCI 北大核心 2015年第11期62-68,149,共8页
利用专利对氧化锌宽禁带半导体材料技术的研发实力、技术领域、专利原创性和普遍性态势进行中外比较,根据主要竞争国家的综合竞争地位分析,发现我国该领域技术研发中的问题。研究表明尽管我国的专利增长率不断提高,但高质量专利较少,研... 利用专利对氧化锌宽禁带半导体材料技术的研发实力、技术领域、专利原创性和普遍性态势进行中外比较,根据主要竞争国家的综合竞争地位分析,发现我国该领域技术研发中的问题。研究表明尽管我国的专利增长率不断提高,但高质量专利较少,研发机构竞争实力不足,属于技术相对落后者。最后利用SWOT分析对提高氧化锌宽禁带半导体技术的创新水平给出相应的建议。 展开更多
关键词 氧化锌 半导体材料 专利分析 中外比较
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北京大学宽禁带半导体研究团队GaN基异质结构二维电子气自旋性质研究上取得重要进展
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《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期852-852,共1页
关键词 半导体 二维电子气 异质结构 北京大学 gan 中国科学院半导体研究所 性质 自旋
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基于碳化硅衬底的宽禁带半导体外延 被引量:8
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作者 开翠红 王蓉 +1 位作者 杨德仁 皮孝东 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第9期1780-1795,共16页
宽禁带半导体具备禁带宽度大、电子饱和飘移速度高、击穿场强大等优势,是制备高功率密度、高频率、低损耗电子器件的理想材料。碳化硅(SiC)材料具有热导率高、化学稳定性好、耐高温等优点,在SiC衬底上外延宽禁带半导体材料,对充分发挥... 宽禁带半导体具备禁带宽度大、电子饱和飘移速度高、击穿场强大等优势,是制备高功率密度、高频率、低损耗电子器件的理想材料。碳化硅(SiC)材料具有热导率高、化学稳定性好、耐高温等优点,在SiC衬底上外延宽禁带半导体材料,对充分发挥宽禁带半导体材料的优势,并提升宽禁带半导体电子器件的性能具有重要意义。得益于SiC衬底质量持续提升及成本不断降低,基于SiC衬底的宽禁带半导体电子市场占比呈现逐年增加的态势。在SiC衬底上外延生长高质量的宽禁带半导体材料是提高宽禁带半导体电子器件性能及可靠性的关键瓶颈。本文综述了近年来国内外研究者们在SiC衬底上外延SiC、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga_(2)O_(3))所取得的研究进展,并展望了SiC衬底上宽禁带半导体外延的发展及应用前景。 展开更多
关键词 SIC衬底 半导体 异质外延 同质外延 晶格失配 gan Ga_(2)O_(3) 缺陷调控
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宽禁带功率半导体器件技术 被引量:23
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作者 张波 邓小川 +1 位作者 陈万军 李肇基 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期618-623,共6页
碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是第三代半导体材料的典型代表。与常规半导体硅(Si)和砷化镓(GaAs)相比,宽禁带半导体具有宽带隙、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等突出优点,是大功率、高温、高频、抗辐照应用场合下极为理想的半导体材料。... 碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是第三代半导体材料的典型代表。与常规半导体硅(Si)和砷化镓(GaAs)相比,宽禁带半导体具有宽带隙、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等突出优点,是大功率、高温、高频、抗辐照应用场合下极为理想的半导体材料。该文总结了宽禁带SiC和GaN功率半导体器件研发的最新进展,包括各种功率二极管和功率晶体管。同时对宽禁带SiC和GaN功率半导体器件发展所面临的市场和技术挑战进行了分析与概述,并对其发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 氮化镓 功率器件 碳化硅 半导体
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“氧化镓晶体与器件”专题——破局第四代半导体的创新实践
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作者 齐红基 贾志泰 +4 位作者 张洪良 董鑫 程红娟 周弘 徐光伟 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第2期I0004-I0005,I0002,I0003,共4页
氧化镓(Ga_(2)O_(3))作为超宽禁带半导体材料的代表,凭借其超宽禁带(4.4~4.9 eV)、高临界击穿场强(8 MV/cm)及优异的Baliga优值(理论值达SiC的10倍、GaN的4倍),被视为突破传统半导体性能极限的关键材料。然而,其产业化进程长期受限于低... 氧化镓(Ga_(2)O_(3))作为超宽禁带半导体材料的代表,凭借其超宽禁带(4.4~4.9 eV)、高临界击穿场强(8 MV/cm)及优异的Baliga优值(理论值达SiC的10倍、GaN的4倍),被视为突破传统半导体性能极限的关键材料。然而,其产业化进程长期受限于低热导率、p型掺杂困难、大尺寸单晶制备困难等问题。近年来,国家“十四五”规划将超宽禁带半导体列为重点攻关方向,“大尺寸氧化镓半导体材料与高性能器件”研究获国家重点研发计划支持,亟需学术界与产业界通过协同创新打通从材料到器件的全链条技术壁垒。 展开更多
关键词 半导体材料 氧化镓 P型掺杂 半导体 国家重点研发计划 创新实践 协同创新 技术壁垒
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超宽禁带半导体β-Ga2O3单晶生长突破2英寸 被引量:9
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作者 唐慧丽 何诺天 +7 位作者 罗平 郭超 李秋 吴锋 王庆国 潘星宇 刘波 徐军 《人工晶体学报》 CSCD 北大核心 2017年第12期2533-2534,共2页
氧化镓(β—Ga2O3)单品是一种第四代超宽禁带氧化物半导体,其禁带宽度为4.8~4.9eV,具有独特的紫外透过特性(吸收截止边~260nm);击穿电场强度高达8MV/cm,是si的近27倍、SiC及GaN的2倍以上,巴利加优值分别是SiC、GaN的10倍... 氧化镓(β—Ga2O3)单品是一种第四代超宽禁带氧化物半导体,其禁带宽度为4.8~4.9eV,具有独特的紫外透过特性(吸收截止边~260nm);击穿电场强度高达8MV/cm,是si的近27倍、SiC及GaN的2倍以上,巴利加优值分别是SiC、GaN的10倍、4倍以上. 展开更多
关键词 半导体 β-Ga2O3 单晶生长 氧化物半导体 击穿电场强度 透过特性 gan
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性能优异的多功能宽禁带半导体AlN薄膜 被引量:13
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作者 黄继颇 王连卫 林成鲁 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期141-142,149,共3页
作为具有优异介电性、压电性的宽禁带半导体材料,AlN是重要的电子封装材料、绝缘介质材料、声表面波材料和蓝光紫外发光材料。本文介绍了AlN材料结构特性。
关键词 氮化铝 半导体 异质外延 薄膜
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对有源相控阵雷达的一些新要求与宽禁带半导体器件的应用 被引量:25
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作者 张光义 王炳如 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2005年第2期1-4,共4页
讨论对有源相控阵雷达和T/R组件的一些新要求。宽禁带半导体材料与器件的主要性能与特点在文中作了简要介绍。宽禁带半导体器件在有源相控阵雷达中的潜在应用在文中也进行了讨论。
关键词 有源相控阵雷达 (WBG)半导体 发射接收组件
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宽禁带半导体器件研究现状与展望 被引量:34
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作者 朱梓悦 秦海鸿 +2 位作者 董耀文 严仰光 徐华娟 《电气工程学报》 2016年第1期1-11,共11页
电力电子器件是电力电子技术的重要基础。由于传统的硅电力电子器件的性能已经逼近其材料极限,很难再大幅提升硅基电力电子装置的性能。以碳化硅和氮化镓为代表的宽禁带半导体器件比硅器件具有更优的器件性能,成为电力电子器件新的研究... 电力电子器件是电力电子技术的重要基础。由于传统的硅电力电子器件的性能已经逼近其材料极限,很难再大幅提升硅基电力电子装置的性能。以碳化硅和氮化镓为代表的宽禁带半导体器件比硅器件具有更优的器件性能,成为电力电子器件新的研究发展方向。本文对碳化硅和氮化镓电力电子器件的商业化产品水平和实验室研究现状进行了综述和探讨,并对宽禁带半导体器件在未来功率器件市场中的应用前景进行了预测及展望。 展开更多
关键词 半导体器件 碳化硅 氮化镓
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带隙可调的宽禁带半导体Mg_xZn_(1-x)O薄膜研究进展 被引量:3
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作者 李春 方国家 赵兴中 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期177-180,共4页
MgxZn1 xO薄膜是一种新型宽禁带半导体薄膜,在兼顾ZnO、MgO材料性能的同时,具有带隙连续可调的特点,近年来逐渐成为半导体光电功能材料与器件的研究热点之一。本文从MgxZn1 xO薄膜的基本特性、制备方法、应用研究等方面进行了分析和评述... MgxZn1 xO薄膜是一种新型宽禁带半导体薄膜,在兼顾ZnO、MgO材料性能的同时,具有带隙连续可调的特点,近年来逐渐成为半导体光电功能材料与器件的研究热点之一。本文从MgxZn1 xO薄膜的基本特性、制备方法、应用研究等方面进行了分析和评述,并对其应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 MgxZn1-xO薄膜 半导体 发展前景
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氮化物宽禁带半导体的MOCVD大失配异质外延 被引量:5
17
作者 沈波 杨学林 许福军 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第11期1953-1969,共17页
以氮化镓(GaN)、AlN(氮化铝)为代表的Ⅲ族氮化物宽禁带半导体是研制短波长光电子器件和高频、高功率电子器件的核心材料体系。由于缺少高质量、低成本的同质GaN和AlN衬底,氮化物半导体主要通过异质外延,特别是大失配异质外延来制备。由... 以氮化镓(GaN)、AlN(氮化铝)为代表的Ⅲ族氮化物宽禁带半导体是研制短波长光电子器件和高频、高功率电子器件的核心材料体系。由于缺少高质量、低成本的同质GaN和AlN衬底,氮化物半导体主要通过异质外延,特别是大失配异质外延来制备。由此导致的高缺陷密度、残余应力成为当前深紫外发光器件、功率电子器件等氮化物半导体器件发展的主要瓶颈,严重影响了材料和器件性能的提升。本文简要介绍了氮化物半导体金属有机化学气相沉积(MOCVD)大失配异质外延的发展历史,重点介绍了北京大学在蓝宝石衬底上AlN、高Al组分AlGaN的MOCVD外延生长和p型掺杂、Si衬底上GaN薄膜及其异质结构的外延生长和缺陷控制等方面的主要研究进展。最后对Ⅲ族氮化物宽禁带半导体MOCVD大失配异质外延的未来发展做了简要展望。 展开更多
关键词 氮化镓 氮化铝 金属有机化学气相沉积(MOCVD) 大失配异质外延 半导体
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宽禁带半导体功率器件在现代雷达中的应用 被引量:14
18
作者 周万幸 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2010年第12期1-6,共6页
现代战争对雷达性能的要求日益提高,基础材料、工艺和元器件的飞速发展,促进了雷达技术的不断进步。宽禁带半导体功率器件的出现,使得雷达发射机乃至雷达性能的大幅度提升成为可能。文中简要介绍了现代雷达对大功率发射机的迫切需求,结... 现代战争对雷达性能的要求日益提高,基础材料、工艺和元器件的飞速发展,促进了雷达技术的不断进步。宽禁带半导体功率器件的出现,使得雷达发射机乃至雷达性能的大幅度提升成为可能。文中简要介绍了现代雷达对大功率发射机的迫切需求,结合宽禁带半导体器件的特点,阐述了该类器件的发展现状,给出了发展趋势及应用展望。 展开更多
关键词 雷达 半导体功率器件 发射机
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测量反应堆快中子注量率的电流型宽禁带半导体探测器设计 被引量:1
19
作者 苏春磊 欧阳晓平 +4 位作者 李达 刘洋 宋晓靓 余小任 欧阳潇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2359-2363,共5页
为解决强流混合场快中子注量率实时测量的难题,本文基于反冲质子法,以耐辐照性能强、噪声低的半绝缘型(SI)GaN半导体材料为基础,采用带石墨平衡体及聚乙烯转换靶的并联结构,设计补偿式电流型探测器的方案,有效地降低了γ射线灵敏度。利... 为解决强流混合场快中子注量率实时测量的难题,本文基于反冲质子法,以耐辐照性能强、噪声低的半绝缘型(SI)GaN半导体材料为基础,采用带石墨平衡体及聚乙烯转换靶的并联结构,设计补偿式电流型探测器的方案,有效地降低了γ射线灵敏度。利用该探测器测量了西安脉冲堆1#径向孔道内混合场的快中子注量率,其结果与已有测量结果符合较好,验证了该方案的可行性。 展开更多
关键词 中子、γ混合场 反冲质子法 半导体 快中子注量率 补偿电流并联结构
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对有源相控阵雷达的一些新要求与宽禁带半导体器件的应用(续完) 被引量:1
20
作者 张光义 王炳如 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2005年第3期1-4,共4页
关键词 半导体 有源相控阵雷达 FET 场效应晶体管 器件 品质因素 功率 处理能力
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