检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与毫米波学报 2022年第2期41卷 443-447页

作者：刘军宋瑞良刘宁梁士雄中国电子科技集团公司第五十四研究所北京研发中心北京100070 河北半导体技术研究所专用集成电路国家重点实验室河北石家庄050051

利用InP基共振隧穿二极管(RTD)和加载硅透镜的片上天线设计实现了超过1 THz的振荡器。采用Silvaco软件对RTD模型进行仿真研究,分析了不同发射区掺杂浓度、势垒层厚度、隔离层厚度以及势阱层厚度等对器件直流特性的影响规律。对研制的RT... 详细信息

利用InP基共振隧穿二极管(RTD)和加载硅透镜的片上天线设计实现了超过1 THz的振荡器。采用Silvaco软件对RTD模型进行仿真研究,分析了不同发射区掺杂浓度、势垒层厚度、隔离层厚度以及势阱层厚度等对器件直流特性的影响规律。对研制的RTD器件直流特性测试显示:峰值电流密度J_(p)为359.2 kA/cm^(2),谷值电流密度J_(v)为135.8 kA/cm^(2),峰谷电流比PVCR为2.64,理论计算得到的器件最大射频输出功率和振荡频率(f_(max))分别为1.71 mW和1.49 THz。利用透镜封装的形式对采用Bow-tie片上天线和RTD设计的太赫兹振荡器进行封装,测试得到振荡频率超过1 THz,输出功率为2.57μW,直流功耗为8.33 mW,是国内首次报道超过1 THz的振荡器。

关键词：太赫兹共振隧穿二极管振荡器

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340GHz固定调谐分谐波混频器

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红外与激光工程 2022年第12期51卷 99-105页

作者：杨大宝张立森徐鹏赵向阳顾国栋梁士雄吕元杰冯志红中国电子科技集团公司第十三研究所河北石家庄050051 专用集成电路国家级重点实验室河北石家庄050051

基于最新研制的小阳极结反向并联肖特基二极管芯片,设计和制造了320~360GHz固定调谐分谐波混频器。混频器的结构采用的是传统电场(E)面腔体剖分式结构:将二极管芯片倒装焊粘在石英基片上,再用导电银胶将石英电路悬置粘结在混频器下半个... 详细信息

基于最新研制的小阳极结反向并联肖特基二极管芯片,设计和制造了320~360GHz固定调谐分谐波混频器。混频器的结构采用的是传统电场(E)面腔体剖分式结构:将二极管芯片倒装焊粘在石英基片上,再用导电银胶将石英电路悬置粘结在混频器下半个腔体上。电路设计采用场路相结合的方法:用场仿真软件建立混频电路各个功能单元的S参数模型,将它们代入非线性电路仿真软件中与二极管结相结合进行混频器性能整体仿真优化。最终测试结果表明,谐波混频器的双边带在4~6mW的本振功率驱动下,在320~360GHz超过12%带宽范围内,双边带变频损耗均小于9dB;混频器在310~340GHz频带范围内,双边带噪声温度最低为780K。声温度最低为780K。

关键词：固定调谐谐波混频器反向并联变频损耗

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单晶金刚石声子非简谐衰减效应研究

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人工晶体学报 2023年第3期52卷 442-451页

作者：李斌胡秀飞杨旖秋王英楠谢雪健彭燕杨祥龙王希玮胡小波徐现刚冯志红山东大学新一代半导体材料研究院济南250100 山东大学晶体材料国家重点实验室济南250100 专用集成电路国家级重点实验室石家庄050051 中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051

随着金刚石作为散热材料在大功率半导体器件、激光器、微波器件和大规模集成电路等领域中的应用愈加广泛,通过对金刚石局部进行精确测温以评价其散热性能是一个重要的研究课题。本文使用拉曼光谱仪对不同掺杂类型的高温高压(HTHP)样品... 详细信息

随着金刚石作为散热材料在大功率半导体器件、激光器、微波器件和大规模集成电路等领域中的应用愈加广泛,通过对金刚石局部进行精确测温以评价其散热性能是一个重要的研究课题。本文使用拉曼光谱仪对不同掺杂类型的高温高压(HTHP)样品和化学气相沉积(CVD)样品在228~678 K进行检测,得到了金刚石样品TO模拉曼峰位、半峰全宽等与温度的一一对应关系,并通过理论计算模型明确了热膨胀、三声子、四声子随温度变化对拉曼峰位、半峰全宽的贡献。理论和实验测试结果发现:不同掺杂以及不同类型样品的拉曼光谱峰位无明显区别;随温度升高,半峰全宽宽化,主要影响因素为声子衰减导致的非简谐效应,同时受载流子的电离率、浓度、类型,以及缺陷和杂质影响;声子寿命主要受到声子的非简谐衰减作用影响,基本不受杂质散射的影响。本研究为金刚石材料的温度检测提供了一种无损、非接触、高空间分辨率的方法。

关键词：单晶金刚石拉曼光谱掺杂温度相关性声子衰减声子寿命

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金刚石单晶中的位错及其对器件影响的研究进展

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材料导报 2024年第20期38卷 37-50页

作者：韩赛斌胡秀飞王英楠王子昂张晓宇彭燕葛磊徐明升徐现刚冯志红山东大学新一代半导体材料研究院山东大学晶体材料国家重点实验室专用集成电路国家级重点实验室中国电子科技集团公司第十三研究所

金刚石是超宽禁带半导体材料的代表之一，具有禁带宽度大、热导率高、载流子迁移率高、电子饱和漂移速度快、抗辐射性能好等优异性质，在功率器件、量子信息、辐射探测等高科技领域的应用越来越广泛。然而，与其他成熟的半导体材料如Si... 详细信息

金刚石是超宽禁带半导体材料的代表之一，具有禁带宽度大、热导率高、载流子迁移率高、电子饱和漂移速度快、抗辐射性能好等优异性质，在功率器件、量子信息、辐射探测等高科技领域的应用越来越广泛。然而，与其他成熟的半导体材料如Si的零位错、SiC的螺位错（TSD）低于10～2cm-2相比，金刚石单晶的位错密度处于10～3～10～8cm-2,这是其器件性能未能充分发挥的原因之一。研究位错机理和降低位错也是现阶段金刚石研究的热点之一。本文汇总分析了金刚石单晶中位错的主要类型和位错产生原因，重点讨论了金刚石位错的表征技术、位错密度降低方法以及位错的存在对不同器件性能的影响，最后总结了金刚石当前所面临的机遇和挑战，并展望了金刚石未来发展方向。

关键词：金刚石位错位错检测技术位错密度降低方法缺陷

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结合物理与几何特性的机载LiDAR数据分类方法

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红外与激光工程 2023年第11期52卷 1-12页

作者：赵毅强张琦刘长龙武唯康李尧天津大学微电子学院天津300072 天津大学天津市成像与感知微电子技术重点实验室天津300072 中国电子科技集团公司第五十四研究所微系统中心河北石家庄050081 通信软件与专用集成电路设计国家工程研究中心河北石家庄050081

机载LiDAR数据分类是根据数据特征为每个点指定类别标签。针对现有方法忽略全波形与点云在物理特性上的关联、缺乏对邻域几何和语义相关性的深入挖掘,从而导致捕获局部结构能力不足的问题,搭建了结合目标物理与几何特性的分类方法,实现... 详细信息

机载LiDAR数据分类是根据数据特征为每个点指定类别标签。针对现有方法忽略全波形与点云在物理特性上的关联、缺乏对邻域几何和语义相关性的深入挖掘,从而导致捕获局部结构能力不足的问题,搭建了结合目标物理与几何特性的分类方法,实现了由全波形和点云组成的机载LiDAR数据端到端分类。首先,构建了特征融合模块,提取了全波形时序特征和点云几何特征,依据两种数据物理意义上的关联,通过双低秩矩阵实现了全波形与点云特征级融合。其次,构建了邻域特征增强模块,挖掘点对相关性,增强对局部几何结构的学习。最后基于层次化编解码结构搭建了分类网络。该网络在机载LiDAR数据集上测试,达到平均精度0.96、平均召回率0.90、平均F1分数0.92,证明了网络的有效性。

关键词：机载激光雷达数据分类特征融合全波形三维点云物理特性

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包含Kink效应的改进型GaN HEMTs模型

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北京理工大学学报 2020年第11期40卷 1253-1258页

作者：侯彦飞刘祎静李灏何伟吕元杰刘军杨宋源王伯武于伟华北京理工大学毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室北京100081 河北半导体研究所专用集成电路国家重点实验室河北石家庄050051

提出了一种GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)建模方法.该模型以ADS(advanced design system)中的符号定义器件SDD(symbolically defined device)为基础,结合宽带S-参数与脉冲直流测试数据,对GaN器件进行精确建模.本文所用晶体管为双指AlGaN... 详细信息

提出了一种GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)建模方法.该模型以ADS(advanced design system)中的符号定义器件SDD(symbolically defined device)为基础,结合宽带S-参数与脉冲直流测试数据,对GaN器件进行精确建模.本文所用晶体管为双指AlGaN/GaN HEMT器件,其栅长为90 nm,单指栅宽为40μm.数据测试采用在片测试方法,在常规S参数测试和直流测试基础上,增加了脉冲直流测试,并针对测试数据体现的Kink效应和阈值电压漂移现象进行建模.研究结果表明,该模型可以准确拟合器件0~110 GHz S参数及直流特性,谐波平衡仿真显示该模型具有良好的收敛特性,可用于GaN HEMTs器件电路仿真.

关键词： AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT) 大信号模型 Kink效应

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基于肖特基二极管单片集成芯片的340 GHz收发链路

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量子电子学报 2023年第3期40卷 369-375页

作者：张明浩董亚洲梁士雄河北省产品质量监督检验研究院河北石家庄050000 电子科技大学四川成都610000 中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路国家级重点实验室河北石家庄050000

针对太赫兹通信及成像等系统对高集成度射频收发链路的需求,在自主研制的太赫兹肖特基二极管的基础上,建立了器件的精确模型,设计并制备出基于二极管的倍频/混频单片集成芯片,解决了传统二极管装配难度大、一致性差的难题,提高了器件的... 详细信息

针对太赫兹通信及成像等系统对高集成度射频收发链路的需求,在自主研制的太赫兹肖特基二极管的基础上,建立了器件的精确模型,设计并制备出基于二极管的倍频/混频单片集成芯片,解决了传统二极管装配难度大、一致性差的难题,提高了器件的性能。成功研制出170 GHz、340 GHz倍频器和340 GHz混频器模块,并且开发出集成化的340 GHz发射与接收链路。发射端一体化模块实现了342 GHz功率为22 mW的输出,接收端一体化模块实现了330~350 GHz单边带变频损耗在10 dB上下。该模块的开发为未来太赫兹通信及成像技术的应用奠定基础。

关键词：半导体器件太赫兹肖特基二极管倍频器混频器收发链路

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高温高压与CVD金刚石单晶衬底质量对比研究

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人工晶体学报 2022年第9期51卷 1777-1784页

作者：杨旖秋韩晓桐胡秀飞李斌彭燕王希玮胡小波徐现刚王笃福刘长江冯志红山东大学新一代半导体材料研究院济南250100 山东大学晶体材料国家重点实验室济南250100 济南金刚石科技有限公司济南250100 专用集成电路国家级重点实验室石家庄050051 中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051

本文通过高分辨X射线衍射(HRXRD)、激光拉曼光谱(Raman)、晶格畸变检测等测试分析方法对多组高温高压(HTHP)Ⅰb、HTHPⅡa和化学气相沉积(CVD)型(100)面金刚石单晶样品进行对比研究。HRXRD和Raman的检测结果均表明HTHPⅡa型金刚石单晶的... 详细信息

本文通过高分辨X射线衍射(HRXRD)、激光拉曼光谱(Raman)、晶格畸变检测等测试分析方法对多组高温高压(HTHP)Ⅰb、HTHPⅡa和化学气相沉积(CVD)型(100)面金刚石单晶样品进行对比研究。HRXRD和Raman的检测结果均表明HTHPⅡa型金刚石单晶的结晶质量接近天然金刚石,其XRD摇摆曲线半峰全宽和Raman半峰全宽分别为0.015°~0.018°和1.45~1.85 cm^(-1)。晶格畸变检测仪的检测结果表明,HTHPⅡa型金刚石单晶的应力分布主要有两种:一种几乎无明显应力分布,另一种沿<110>方向呈对称的放射状分布,其他区域无晶格畸变。HTHPⅠb和CVD型金刚石单晶应力分布均相对分散,晶格畸变复杂,与其HRXRD和Raman的检测结果相符。进一步利用等离子体刻蚀法对三种类型金刚石单晶(100)面位错缺陷进行对比分析,结果表明,HTHPⅡa型金刚石位错密度为三者中最低,仅为1×10^(3) cm^(-2)。本研究为制备高质量大尺寸CVD金刚石单晶的衬底选择提供了实验依据。

关键词： HTHPⅡa金刚石 HTHPⅠb金刚石 CVD金刚石结晶质量应力等离子体刻蚀位错密度

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金刚石在GaN功率放大器热设计中的应用

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半导体技术 2022年第10期47卷 834-838页

作者：崔朝探陈政郭建超赵晓雨何泽召杜鹏搏冯志红河北新华北集成电路有限公司石家庄050200 河北省卫星通信射频技术创新中心石家庄050200 中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051 专用集成电路重点实验室石家庄050051

随着GaN功率放大器向小型化、大功率发展,其热耗不断增加,散热问题已成为制约功率器件性能提升的重要因素。金刚石热导率高达2 000 W/(m·K),是一种极具竞争力的新型散热材料,可用作大功率器件的封装载片。采用不同载片材料对一款... 详细信息

随着GaN功率放大器向小型化、大功率发展,其热耗不断增加,散热问题已成为制约功率器件性能提升的重要因素。金刚石热导率高达2 000 W/(m·K),是一种极具竞争力的新型散热材料,可用作大功率器件的封装载片。采用不同载片材料对一款热耗为53 W的GaN功率放大器进行封装。分别采用有限元仿真及红外热成像仪对放大器的芯片结温进行仿真和测试,结果显示,采用金刚石载片封装的放大器的结温比采用钼铜(MoCu30)载片封装的放大器的结温降低了30.01℃,约18.69%。同其他常用载片材料进行进一步对比得出,在相同工作条件下,采用金刚石载片封装的放大器结温最低,并且随着热耗增加,金刚石的散热能力更为突出。在芯片安全工作温度175℃以下,金刚石能满足GaN功率放大器100 W热耗的散热需求。

关键词： GaN功率放大器金刚石材料有限元仿真芯片结温散热能力

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150 GHz大功率二倍频器

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太赫兹科学与电子信息学报 2020年第2期18卷 171-174页

作者：徐鹏杨大宝张立森梁士雄顾国栋吕元杰冯志红中国电子科技集团公司第十三研究所河北石家庄050051 专用集成电路重点实验室河北石家庄050051

基于六阳极结反向串联型砷化镓平面肖特基容性二极管,采用平衡式二倍频器结构,成功研制出一种大功率150 GHz二倍频器。使用三维电磁场与非线性谐波平衡联合仿真方法,提高了仿真结果和实际的吻合度,并根据设计结果完成倍频器的加工、装... 详细信息

基于六阳极结反向串联型砷化镓平面肖特基容性二极管,采用平衡式二倍频器结构,成功研制出一种大功率150 GHz二倍频器。使用三维电磁场与非线性谐波平衡联合仿真方法,提高了仿真结果和实际的吻合度,并根据设计结果完成倍频器的加工、装配和测试。倍频器在输出频率为146~158 GHz下的倍频效率达到7%以上;在输出频率为154 GHz时,倍频效率达到12%,输出功率达到71 mW。

关键词：太赫兹二倍频肖特基二极管大功率

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