检索结果-内蒙古大学图书馆

固体电子学研究与进展 2024年第5期44卷 374-378页

作者：成海峰杜佳谕朱翔南京电子器件研究所南京210016 固态微波器件与电路全国重点实验室南京210016

针对太赫兹固态功放研制对于低损耗功率合成器的需求,基于间隙波导技术在200~240 GHz的频段开发了一种4路波导径向功率合成器。经无源测试,该间隙波导径向合成器的回波损耗优于-15 dB,无源合成效率达到了88.7%,展现出了间隙波导在太赫... 详细信息

针对太赫兹固态功放研制对于低损耗功率合成器的需求,基于间隙波导技术在200~240 GHz的频段开发了一种4路波导径向功率合成器。经无源测试,该间隙波导径向合成器的回波损耗优于-15 dB,无源合成效率达到了88.7%,展现出了间隙波导在太赫兹频段的低损耗特性。通过封装2只GaN功放芯片形成功率模块为基本单元,进一步开展有源功率合成,最终在220 GHz实现了311 mW的峰值输出功率,在200~240 GHz的频率范围内平均功率合成效率为81%。

关键词：间隙波导功率合成径向波导太赫兹

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GaN HFET加应力后的虚栅和亚稳态能带

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固体电子学研究与进展 2023年第2期43卷 108-120页

作者：薛舫时杨乃彬陈堂胜南京电子器件研究所南京210016 固态微波器件与电路全国重点实验室南京210016

使用双曲函数拟合描绘出从应力偏置转换到测试偏置后,不同时刻的表面电势、电场强度和电场梯度的动态弛豫过程。计算出这一偏置转换引发的亚稳态能带。亚稳态能带的弛豫过程描绘出沟道夹断后的异质结充电过程。亚稳态能带计算证明外沟... 详细信息

使用双曲函数拟合描绘出从应力偏置转换到测试偏置后,不同时刻的表面电势、电场强度和电场梯度的动态弛豫过程。计算出这一偏置转换引发的亚稳态能带。亚稳态能带的弛豫过程描绘出沟道夹断后的异质结充电过程。亚稳态能带计算证明外沟道中的强场峰、电场梯度峰、能带谷和能带峰都由局域电子气电荷引起,局域电子气的慢输运行为延缓了异质结充电过程,拉长了偏置转换中的亚稳态能带转换弛豫。当负应力栅压向空间电荷区注入电子给陷阱充电时,陷阱电荷叠加在局域电子气电荷上,强化了能带畸变和电流崩塌。由此提出涉及异质结能带转换的新虚栅模型。在新虚栅模型下异质结能带变化引发的电子气状态变化比旧虚栅模型中的电子耗尽作用强得多,据此能够解释从漏控DLTS测得的外沟道陷阱密度比栅控DLTS测得的内沟道陷阱密度大1~2个数量级的实验结果。使用涉及能带转换的新虚栅模型讨论了GaN HFET研究中的电流崩塌、3 mm场效应管及可靠性难题。提出二维异质结构用异质结鳍来研制场效应管的新课题。

关键词：虚栅电流崩塌能带畸变局域电子气涉及异质结能带转换的虚栅模型陷阱和局域电子气的相互作用异质结鳍

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GaN HEMTs微波器件的失效机理及宇航应用保障

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固体电子学研究与进展 2023年第2期43卷 136-146页

作者：林罡南京电子器件研究所南京210016 固态微波器件与电路全国重点实验室南京210016

经过30年的发展,GaN已成为当今化合物半导体领域的研究和产业化的热点,同时也是卫星微波通讯的未来重点发展技术之一,但其可靠性一直是制约GaN HEMT器件工程化的重要因素。本文回顾和总结了南京电子器件研究所解决GaN HEMT微波器件的可... 详细信息

经过30年的发展,GaN已成为当今化合物半导体领域的研究和产业化的热点,同时也是卫星微波通讯的未来重点发展技术之一,但其可靠性一直是制约GaN HEMT器件工程化的重要因素。本文回顾和总结了南京电子器件研究所解决GaN HEMT微波器件的可靠性问题的研发历程,整理了GaN HEMT微波器件在各阶段的典型失效模式、失效机理。针对GaN微波器件的宇航应用,描述了与相关技术配套的宇航应用保障体系,以实现其良好的运行及未知风险的控制。

关键词：氮化镓 SiC衬底GaN器件微波功率器件可靠性失效机理高温加速寿命试验(HTOL) 总剂量效应单粒子效应低气压放电宇航应用保障

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射频三维微纳集成技术

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固体电子学研究与进展 2023年第2期43卷 101-107,120页

作者：朱健郁元卫刘鹏飞黄旼陈辰南京电子器件研究所南京210016 固态微波器件与电路全国重点实验室南京210016

后摩尔时代,半导体技术的发展主要有延续摩尔(More Moore)和超越摩尔(More than Moore)两条路径,延续摩尔通过新材料新范式,沿着摩尔定律进一步将线宽逐渐微缩至3 nm甚至进入埃(A)量级,超越摩尔则是采用异质异构三维微纳集成的途径来满... 详细信息

后摩尔时代,半导体技术的发展主要有延续摩尔(More Moore)和超越摩尔(More than Moore)两条路径,延续摩尔通过新材料新范式,沿着摩尔定律进一步将线宽逐渐微缩至3 nm甚至进入埃(A)量级,超越摩尔则是采用异质异构三维微纳集成的途径来满足下一代电子高速低功耗高性能的需求。异质异构集成可以充分利用不同材料的半导体特性使得系统性能最优化。射频三维微纳集成技术推动高频微电子从平面二维向三维技术突破,成为后摩尔时代高频微电子发展的重要途经。射频三维微纳异质异构集成技术利用硅基加工精度高、批次一致性好、可以多层立体堆叠等特点,不断推动无源器件微型化、射频模组芯片化、射频系统微型化技术发展。本文介绍了射频三维微纳技术发展趋势,并给出了国内外采用该技术开拓RF MEMS器件、RF MEMS模组以及三维射频微系统技术发展和应用案例。

关键词：射频MEMS 射频微系统异构集成三维集成

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晶体管级异质集成技术及其典型应用

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固体电子学研究与进展 2023年第2期43卷 95-100页

作者：陈堂胜戴家赟吴立枢孔月婵周书同齐志央钟世昌凌志健南京电子器件研究所南京210016 固态微波器件与电路全国重点实验室南京210016

晶体管级异质集成是后摩尔时代半导体微波器件技术发展的重点方向。介绍了针对平面和纵向两类不同结构器件分别开发的介质键合和金属键合两套外延层转移晶体管级异质集成工艺,研制出基于介质键合工艺的金刚石衬底GaN HEMT微波功率器件... 详细信息

晶体管级异质集成是后摩尔时代半导体微波器件技术发展的重点方向。介绍了针对平面和纵向两类不同结构器件分别开发的介质键合和金属键合两套外延层转移晶体管级异质集成工艺,研制出基于介质键合工艺的金刚石衬底GaN HEMT微波功率器件和基于金属键合工艺的SiC衬底GaAs PIN限幅器电路。测试结果表明,与常规的SiC衬底GaN HEMT器件相比,金刚石衬底GaN HEMT器件在高热耗工作下器件热阻减小超过50%,连续波工作输出功率和功率附加效率分别提高0.77 dB和5.6个百分点;与常规工艺的GaAs衬底限幅器相比,18~40 GHz SiC衬底GaAs PIN限幅器单片电路限幅电平基本一致,插入损耗改善约0.2 dB,耐功率能力提高3 dB以上。

关键词：半导体微波晶体管晶体管级异质集成外延层转移低温键合微波功率器件限幅器

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晶圆级柔性高性能GaN HEMT及InP HBT器件

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固体电子学研究与进展 2023年第2期43卷 158-162,174页

作者：戴家赟陈鑫王登贵吴立枢周建军王飞孔月婵陈堂胜南京电子器件研究所南京210016 固态微波器件与电路全国重点实验室南京210016

通过研究基于临时键合与解键合工艺的GaN、InP等材料无损剥离和晶圆级柔性集成等关键技术,提出了解决当前柔性化合物半导体器件普遍存在的转移后器件性能退化严重和大面积批量制造困难等问题的方案,制备出100 mm(4英寸)柔性GaN HEMT器件... 详细信息

通过研究基于临时键合与解键合工艺的GaN、InP等材料无损剥离和晶圆级柔性集成等关键技术,提出了解决当前柔性化合物半导体器件普遍存在的转移后器件性能退化严重和大面积批量制造困难等问题的方案,制备出100 mm(4英寸)柔性GaN HEMT器件和75 mm(3英寸)InP HBT器件。其中,柔性GaN HEMT器件的饱和电流衰减仅为8.6%,柔性InP HBT器件的电流增益截止频率和最高振荡频率分别达到了358 GHz和530 GHz。表明采用本文介绍的柔性化方法制备的柔性电子器件在高频大功率等领域具有较好的应用前景。

关键词：晶圆级柔性化合物器件 GaN HEMT InP HBT

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0.25μm发射极InP DHBT材料生长与器件性能研究

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固体电子学研究与进展 2023年第6期43卷 510-513页

作者：马奔于海龙戴姜平王伟高汉超李忠辉南京电子器件研究所南京210016 固态微波器件与电路全国重点实验室南京210016

采用固态源分子束外延系统(SSMBE),研究InP双异质结双极晶体管(DHBT)的结构设计及外延生长技术。通过采用碳掺杂浓度和InGaAs组分双缓变的基区生长工艺,提高基区的内建电场,加速载流子的渡越,提高基于0.25μm发射极工艺InP DHBT器件的... 详细信息

采用固态源分子束外延系统(SSMBE),研究InP双异质结双极晶体管(DHBT)的结构设计及外延生长技术。通过采用碳掺杂浓度和InGaAs组分双缓变的基区生长工艺,提高基区的内建电场,加速载流子的渡越,提高基于0.25μm发射极工艺InP DHBT器件的频率性能。此外,InGaAs帽层材料通过双Si源掺杂以及调控生长条件,实现高N型掺杂,材料表面粗糙度为0.42 nm。利用该双缓变基区以及高N型掺杂帽层生长工艺,制备0.25μm发射极InP DHBT器件,其增益为29,击穿电压为3.8 V,在工作电流密度为5.7 mA/μm2时,电流增益截止频率为403 GHz,最大振荡频率达到660 GHz。

关键词：分子束外延双异质结晶体管铟镓砷截止频率

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氢终端金刚石薄膜生长及其表面结构

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物理学报 2024年第8期73卷 323-328页

作者：马孟宇蔚翠何泽召郭建超刘庆彬冯志红中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051 河北半导体研究所固态微波器件与电路全国重点实验室石家庄050051

氢终端金刚石的导电性问题是目前限制其在器件领域应用的关键因素.传统的氢终端金刚石制备工艺由于金刚石中含有杂质元素以及表面的加工损伤的存在,限制了氢终端金刚石的电特性.在金刚石衬底上直接外延一层高纯、表面平整的氢终端金刚... 详细信息

氢终端金刚石的导电性问题是目前限制其在器件领域应用的关键因素.传统的氢终端金刚石制备工艺由于金刚石中含有杂质元素以及表面的加工损伤的存在,限制了氢终端金刚石的电特性.在金刚石衬底上直接外延一层高纯、表面平整的氢终端金刚石薄膜成为一种可行方案,但该方案仍存在薄膜质量表征困难,表面粗糙度较大等问题.本文采用微波等离子体化学气相沉积(CVD)技术,在含氮CVD金刚石衬底上外延一层亚微米级厚度金刚石薄膜,并研究分析了不同甲烷浓度对金刚石薄膜生长以及导电性能的影响.测试结果显示:金刚石薄膜生长厚度为230—810 nm,且外延层氮浓度含量低于1×10^(16) atom/cm^(3),不同的甲烷浓度生长时,金刚石外延层表面出现了三种生长模式,这主要与金刚石的生长和刻蚀作用相关.经过短时间生长后的金刚石薄膜表面为氢终端(2×1:H)结构,而氧、氮元素在其中的占比极低,这使得生长后的金刚石薄膜具有P型导电特性.霍尔测试结果显示,甲烷浓度为4%条件下生长的氢终端金刚石薄膜导电性最好,其方块电阻为4981Ω/square,空穴迁移率为207 cm^(2)/(V·s),有效地提升了氢终端金刚石电特性,为推进大功率金刚石器件发展应用起到支撑作用.

关键词：氢终端金刚石甲烷浓度生长模式电性能

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石墨烯光电集成技术研究进展

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固体电子学研究与进展 2024年第6期44卷 576-584页

作者：吴云曹正义陶然张广琦李忠辉中国电科碳基电子重点实验室南京210016 固态微波器件与电路全国重点实验室南京210016 南京电子器件研究所南京210016

石墨烯具有极高的迁移率和光电耦合效率,展示出的光电性能远超硅及其他光电材料,此外石墨烯在异质集成时不受晶格匹配的限制,可同多种材料实现完美兼容,这对面临多材料体系集成挑战的光电集成技术而言,几乎是理想材料。本文聚焦石墨烯... 详细信息

石墨烯具有极高的迁移率和光电耦合效率,展示出的光电性能远超硅及其他光电材料,此外石墨烯在异质集成时不受晶格匹配的限制,可同多种材料实现完美兼容,这对面临多材料体系集成挑战的光电集成技术而言,几乎是理想材料。本文聚焦石墨烯在光电集成技术方面的优势,回顾了石墨烯在光电探测器、电光调制器方面的研究进展,总结各类器件的优势及存在的缺陷,并就石墨烯在光电集成方面的未来发展进行了展望。

关键词：光电集成微波光子光通信

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1 A/mm高电流密度金刚石微波功率器件

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固体电子学研究与进展 2024年第1期44卷 1-5页

作者：谯兵郁鑫鑫李忠辉陶然周建军陈堂胜南京电子器件研究所中国电科碳基电子重点实验室南京210016 南京电子器件研究所固态微波器件与电路全国重点实验室南京210016

基于自对准栅电极制备技术,研制了具有低导通电阻和高电流密度的氢终端金刚石微波功率器件。采用高功函数金属Au与氢终端金刚石实现了良好的欧姆接触,接触电阻为0.73Ω·mm。得益于较低的源漏串联电阻和低损伤Al2O3栅介质原子层沉... 详细信息

基于自对准栅电极制备技术,研制了具有低导通电阻和高电流密度的氢终端金刚石微波功率器件。采用高功函数金属Au与氢终端金刚石实现了良好的欧姆接触,接触电阻为0.73Ω·mm。得益于较低的源漏串联电阻和低损伤Al2O3栅介质原子层沉积工艺,金刚石微波器件的导通电阻低至4Ω·mm,饱和电流密度达1.01 A/mm,最大跨导为213 mS/mm,最大振荡频率达58 GHz。研究了该器件在2 GHz和10 GHz频率下连续波功率输出特性,发现在15 V低工作电压下即可分别实现1.56 W/mm和1.12 W/mm的输出功率密度,展现出自对准技术在研制高电流和高输出功率金刚石微波器件上的潜力。

关键词：金刚石自对准技术高电流密度微波功率

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