检索结果-内蒙古大学图书馆

人工晶体学报 2025年第2期54卷 348-357页

作者：屈珉敏余建刚李子唯李旺旺雷程李腾腾李丰超梁庭贾仁需太原师范学院物理系晋中030600 中北大学宽禁带半导体超越照明材料与技术全国重点实验室太原030051 西安电子科技大学微电子学院西安710071

作为新一代宽禁带半导体,氧化镓因具有更大的禁带宽度(4.4~4.8 eV)和更高的击穿场强(8 MV/cm),成为制备耐高压、高频、高功率电力电子器件的最佳候选材料。然而,氧化镓肖特基二极管具有终端电场边缘集中效应,导致器件因提前击穿而失效,... 详细信息

作为新一代宽禁带半导体,氧化镓因具有更大的禁带宽度(4.4~4.8 eV)和更高的击穿场强(8 MV/cm),成为制备耐高压、高频、高功率电力电子器件的最佳候选材料。然而,氧化镓肖特基二极管具有终端电场边缘集中效应,导致器件因提前击穿而失效,从而限制了氧化镓的应用。本文通过将可以缓解电场边缘集中效应的高阻区和抑制反向漏电的电子势垒层相结合,设计了一种新型复合终端。仿真结果表明:引入高阻区终端结构的器件电极边缘附近的峰值电场从3.650 MV/cm下降到0.246 MV/cm,可以有效缓解电极电场边缘集中效应。当高阻区Mg离子注入浓度为10^(19) cm^(-3)时,击穿电压从725 V提高到2115 V,巴利加优值从0.060 GW/cm^(2)增加到0.247 GW/cm^(2),临界击穿场强从3.650 MV/cm提升到5.500 MV/cm,提高了50.7%;与此同时,电子势垒层AlN的引入使器件反向漏电流大幅降低,反向击穿电压提升至2690 V。该新型复合终端结构不仅可以有效抑制器件的反向漏电流,同时可以有效提升器件的反向击穿电压。本研究为耐高压、低反向漏电流氧化镓肖特基二极管的研制提供了理论基础。

关键词：氧化镓肖特基二极管反向漏电流击穿电压复合终端

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2.45 GHz微波无线能量传输用Ge基双通道整流单端肖特基势垒场效应晶体管

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物理学报 2022年第20期71卷 316-325页

作者：毕思涵宋建军张栋张士琦西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体重点实验室西安710071 中国航天科技集团有限公司抗辐射集成电路技术实验室西安710071

整流器件是微波无线能量传输系统的核心部分,新型整流器件的研发是当前领域研究的重要方向.肖特基二极管和场效应晶体管是目前主流整流器件,但二者整流范围有限,无法实现兼顾弱能量和中等能量密度的宽范围整流.有鉴于此,本文提出并设计... 详细信息

整流器件是微波无线能量传输系统的核心部分,新型整流器件的研发是当前领域研究的重要方向.肖特基二极管和场效应晶体管是目前主流整流器件,但二者整流范围有限,无法实现兼顾弱能量和中等能量密度的宽范围整流.有鉴于此,本文提出并设计了2.45 GHz微波无线能量传输用Ge基p型单端肖特基势垒场效应晶体管(源端为肖特基接触,漏端为标准p+掺杂).在此基础上,充分利用器件的肖特基结构,采用新型二极管连接方式,以实现不同偏压下开启的沟道和源衬肖特基结构的双通道宽范围整流.采用Silvaco TCAD软件进行仿真,对于负载为0.3 pF和70 kΩ的半波整流电路,实现了-20—24 dBm宽范围整流,相比同条件下Ge场效应晶体管范围拓宽8 dBm,且在范围内整体整流效率较高,在16 dBm整流效率峰值可达57.27%.在-10 dBm弱能量密度的整流效率达到6.17%,是同等条件下Ge场效应晶体管的7倍多.

关键词：无线能量传输肖特基势垒场效应晶体管肖特基接触整流效率

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光子神经网络研究进展

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光电工程 2024年第7期51卷 27-50页

作者：项水英宋紫薇张雅慧郭星星韩亚楠郝跃西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室陕西西安710071 空军工程大学基础部陕西西安710051 西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体国家工程研究中心陕西西安710071

在数据海量化、信息化的时代,电子计算机处理系统所面临的算力和能耗等性能要求愈发严苛,传统冯·诺依曼架构存在“内存墙”和“功耗墙”瓶颈,加之摩尔定律放缓甚至失效,使得电子芯片在计算速度和功耗方面遇到极大挑战,利用光计算... 详细信息

在数据海量化、信息化的时代,电子计算机处理系统所面临的算力和能耗等性能要求愈发严苛,传统冯·诺依曼架构存在“内存墙”和“功耗墙”瓶颈,加之摩尔定律放缓甚至失效,使得电子芯片在计算速度和功耗方面遇到极大挑战,利用光计算替代传统电子计算将是解决当前算力与功耗问题的极具潜力的途径之一。本文系统地梳理了片上集成和自由空间的光子神经网络架构与算法方面的研究进展,详细介绍了典型的研究工作,然后讨论并对比了这两种光子神经网络的优劣势,以及光子神经网络的训练策略等。最后探讨了光子神经网络面临的挑战,并对其未来发展进行了前瞻性的展望。

关键词：光子神经网络片上集成自由空间类脑计算

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全TOPCon电池正面多晶硅层硼掺杂工艺

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人工晶体学报 2024年第2期53卷 329-335页

作者：张博宋志成倪玉凤魏凯峰青海黄河上游水电开发有限责任公司西安太阳能电力分公司西安710000 西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071

为提升隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池光电转换效率,本文通过高温扩散在n型TOPCon电池正面制作p型隧穿氧化层钝化接触结构,提升发射极钝化性能,减少正面金属复合。本文研究了不同沉积时间、推进温度、推进时间等工艺参数对实验样品钝... 详细信息

为提升隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池光电转换效率,本文通过高温扩散在n型TOPCon电池正面制作p型隧穿氧化层钝化接触结构,提升发射极钝化性能,减少正面金属复合。本文研究了不同沉积时间、推进温度、推进时间等工艺参数对实验样品钝化性能及掺杂曲线的影响。实验结果表明,当沉积时间为1500 s,推进温度为920℃,推进时间为20 min时,掺硼多晶硅层可获得较优的钝化性能及掺杂浓度,其中样品多晶硅层硼掺杂浓度达到1.40×10^(20)cm^(-3),隐开路电压(iV_(oc))大于720.0 mV。依据该参数制备的TOPCon电池光电转换效率可达23.89%,对应的短路电流密度为39.36 mA/cm^(2),开路电压(V_(oc))达到726.4 mV,填充因子(FF)为83.54%。

关键词： TOPCon电池钝化接触硼扩散钝化电流密度光电转换效率

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β-Ga_(2)O_(3)SBD器件的解析模型与仿真研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第7期53卷 123-131页

作者：张弘鹏郭亮良陈铖颖贾仁需元磊彭博张玉明栾苏珍张宏怡张义门厦门理工学院光电与通信工程学院厦门361021 西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安710071 西安科技大学通信与信息工程学院西安710054

本文设计了不同电场调节策略的Ga_(2)O_(3)SBD器件,通过研究器件结构、钝化层方案下器件电学特性,分析不同终端结构(场板结构FP、边缘终端结构ET、沟槽型Trench、高K钝化)下Ga_(2)O_(3)SBD的结构设计.此外本文结合理论分析和实验数据拟... 详细信息

本文设计了不同电场调节策略的Ga_(2)O_(3)SBD器件,通过研究器件结构、钝化层方案下器件电学特性,分析不同终端结构(场板结构FP、边缘终端结构ET、沟槽型Trench、高K钝化)下Ga_(2)O_(3)SBD的结构设计.此外本文结合理论分析和实验数据拟合,完善了Ga_(2)O_(3)材料和器件模型,通过对比实验数据验证了模型的正确性.研究发现:(1)高K钝化(κ>100)结合场板结构可有效舒缓表面电场并提升结终端效率,2μm Ga_(2)O_(3)SBD采用BaTiO_(3)钝化场板可实现终端效率91.4%,V_(br)=1.43 kV,巴利加优值BFOM=1.62 GW/cm^(2),七倍于Al2O_(3)FP SBD;(2)采用BaTiO_(3)钝化的FP&ET复合终端可实现终端效率93.6%,V_(br)=1.46 kV,BFOM=0.41 GW/cm^(2);(3)相较FP设计,SiO_(2),Al2O_(3),HfO_(2)钝化的FP&Trench SBD更适于改善SBD导通电阻Ron,sp,V_(br)及BFOMs.上述研究为优化Ga_(2)O_(3)功率器件性能提供了理论依据和参考.

关键词：氧化镓 Ga_(2)O_(3) SBD 器件仿真功率器件

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衬底浮空的新型绝缘体上硅基横向功率器件分析

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物理学报 2021年第14期70卷 326-333页

作者：唐春萍段宝兴宋坤王彦东杨银堂西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071 西安微电子技术研究所西安710071

针对有机半导体领域的发展要求,报道了一种能够应用于有机半导体领域衬底浮空的新型SOI LDMOS(silicon on insulator lateral double-diffused metal oxide semiconductor)功率器件,不同于传统无机半导体中SOI LDMOS功率器件,该新型器... 详细信息

针对有机半导体领域的发展要求,报道了一种能够应用于有机半导体领域衬底浮空的新型SOI LDMOS(silicon on insulator lateral double-diffused metal oxide semiconductor)功率器件,不同于传统无机半导体中SOI LDMOS功率器件,该新型器件可以与绝缘的柔性衬底结合应用于有机半导体领域,这给有机半导体领域的研究方向提供了新的可能.本文通过仿真和流片实验共同验证了当常规SOI LDMOS缺失衬底电极后,比导通电阻和阈值电压均无明显变化,但击穿电压会因为缺失衬底电极和纵向电场而下降15%左右.针对该现象提出了一个具有表面衬底电极和漂移区氧化槽的新型SOI LDMOS功率器件,该新型器件能够重新给衬底提供电极、优化横纵向电场、不明显改变比导通电阻与阈值电压,同时将常规SOI LDMOS的击穿电压提高57.54%,缓解了应用于有机半导体领域带来的不良影响.为传统功率半导体应用于有机半导体领域的研究提供了可能,对于有机半导体研究领域的拓展具有创新意义.

关键词：绝缘体上硅基衬底电极击穿电压氧化槽

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垂直增强型氧化镓MOSFET器件自热效应研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第9期52卷 71-80页

作者：郭亮良栾苏珍张弘鹏乔润迪余建刚张玉明贾仁需西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安710071 西安科技大学通信与信息工程学院西安710054 中北大学仪器与电子学院动态测试技术国家重点实验室太原030051

本文设计了垂直增强型Ga_(2)O_(3)MOSFET器件,针对氧化镓材料的热导率低,通过研究不同晶向材料、不同热阻和不同温度下器件的输出特性,分析器件的温度分布特点,对Ga_(2)O_(3)MOSFET的热学特性进行分析.热导率模型通过研究氧化镓不同晶... 详细信息

本文设计了垂直增强型Ga_(2)O_(3)MOSFET器件,针对氧化镓材料的热导率低,通过研究不同晶向材料、不同热阻和不同温度下器件的输出特性,分析器件的温度分布特点,对Ga_(2)O_(3)MOSFET的热学特性进行分析.热导率模型通过研究氧化镓不同晶向时对器件的输出特性及温度分布的影响,得到[010]晶向的热导率最好,T=300 K时,比其他晶向的热导率高约0.1 W/cm K,相同电压下对应的输出饱和电流最大(V_(gs)=3 V时,I_(dsat)>400 A/cm^(2)).进一步研究了不同晶向Ga_(2)O_(3)MOSFET在不同环境温度时的输出特性曲线,随着热阻降低,器件边界散热能力提高,自热效应的影响被抑制,源漏饱和电流增大,边界热阻在0.01–0.005 cm^(2)K/W时可确保器件的正常工作.这些都为日后优化器件性能提供了可靠的方法和参考价值.

关键词：氧化镓垂直型Ga_(2)O_(3)MOSFET 器件仿真功率器件

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电磁脉冲对CMOS与非门的干扰和损伤效应与机理

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强激光与粒子束 2021年第10期33卷 71-78页

作者：孙毅柴常春刘彧千李福星杨银堂西安电子科技大学微电子学院教育部宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安710071

利用Sentaurus-TCAD建立了CMOS与非门电路的二维电热模型,仿真研究了在电磁脉冲注入下,CMOS与非门电路产生的扰乱和损伤效应及其机理。结果表明,在EMP注入下,电路输出电压、内部的峰值温度呈周期性的"下降-上升",当注入功率... 详细信息

利用Sentaurus-TCAD建立了CMOS与非门电路的二维电热模型,仿真研究了在电磁脉冲注入下,CMOS与非门电路产生的扰乱和损伤效应及其机理。结果表明,在EMP注入下,电路输出电压、内部的峰值温度呈周期性的"下降-上升",当注入功率较大时,EMP撤销后输出电压停留在异常值,PMOS源极电流增加,温度不断上升,最终烧毁在PMOS源极,这是因为器件内部产生了闩锁效应。随着脉宽的增加,损伤功率阈值减小而损伤能量阈值增大,通过数据拟合得到脉宽与损伤功率阈值和损伤能量阈值的关系。该结果可对EMP损伤效应进行评估并对器件级EMP抗毁伤加固设计具有指导作用。

关键词： CMOS与非门电磁脉冲干扰效应损伤效应脉宽效应

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铝纳米颗粒增强氧化镓日盲光电探测器性能研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第9期52卷 49-57页

作者：余建刚李强姚慧珍李秀源于淼贾仁需张立春中北大学仪器与电子学院动态测试技术国家重点实验室太原030051 鲁东大学物理与光电工程学院烟台264025 西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安710071

基于金属纳米等离子体的局域表面等离激元效应(LSPR)能够增强局域电场强度,并表现出优异的光捕获能力,可有效提升光电子器件的性能.本文结合时域有限差分法和磁控溅射技术,分别从理论和实验方面研究了金属Al纳米等离子体对β-Ga_(2)O_(3... 详细信息

基于金属纳米等离子体的局域表面等离激元效应(LSPR)能够增强局域电场强度,并表现出优异的光捕获能力,可有效提升光电子器件的性能.本文结合时域有限差分法和磁控溅射技术,分别从理论和实验方面研究了金属Al纳米等离子体对β-Ga_(2)O_(3)日盲光电探测器光电特性的影响.研究发现,在254 nm日盲紫外光照射下,半径为30 nm的Al纳米等离子体可以产生LSPR效应.得益于Al等离子体的LSPR效应,β-Ga_(2)O_(3)日盲光电探测器的光谱响应度和探测率分别提升了4.7倍和6倍,器件暗电流降为原来的62.5%.本研究为Al纳米等离子体在日盲波段的应用提供了理论和实验基础,也为进一步提升日盲光电探测器的光电性能提供了新方法.

关键词：日盲光电探测器表面等离激元氧化镓铝纳米颗粒

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光神经形态计算研究进展与展望(特邀)

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光子学报 2021年第10期50卷 30-46页

作者：项水英宋紫薇高爽韩亚楠张雅慧郭星星郝跃西安电子科技大学综合业务网理论与关键技术国家重点实验室西安710071 西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体国家工程研究中心西安710071

脑科学与类脑研究是国际必争战略性前沿。人工智能与深度学习的飞速发展对算力提出了迫切需求。而传统的冯诺依曼架构,由于存算分离导致功耗墙和内存墙,摩尔定律也逐渐放缓。光神经拟态计算充分融合高速光通信、光互连、光集成、硅基光... 详细信息

脑科学与类脑研究是国际必争战略性前沿。人工智能与深度学习的飞速发展对算力提出了迫切需求。而传统的冯诺依曼架构,由于存算分离导致功耗墙和内存墙,摩尔定律也逐渐放缓。光神经拟态计算充分融合高速光通信、光互连、光集成、硅基光电子与神经拟态计算的特点,具有超高速、大带宽、多维度等优势,在高性能计算、人工智能领域有广阔的应用前景,是突破后摩尔时代传统微电子计算极限极具竞争力的方案。本文回顾了国内外主要研究团队在光神经元、光突触、光神经网络的理论、算法及器件方面的工作,并提出了展望。

关键词：光神经形态计算神经元突触突触可塑性光神经网络

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