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GaN基FinFET器件中纳米沟道形貌对电学特性的影响

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GaN基FinFET器件中纳米沟道形貌对电学特性的影响

作者：季子路西安电子科技大学

学位级别：硕士

在半导体产业发展中,随着器件栅长的不断缩小,传统的平面型器件的栅控能力会出现退化,器件开始出现短沟道效应。与平面型器件相比,三维结构的FinFET器件由于栅极金属对导电沟道良好的包裹性而具有更好的栅控能力。与Si和GaAs材料相比,Ga... 详细信息

在半导体产业发展中,随着器件栅长的不断缩小,传统的平面型器件的栅控能力会出现退化,器件开始出现短沟道效应。与平面型器件相比,三维结构的FinFET器件由于栅极金属对导电沟道良好的包裹性而具有更好的栅控能力。与Si和GaAs材料相比,GaN在材料特性和器件性能等方面展现出了明显的优势,因此GaN基FinFET器件具有十分重要的科研价值和广阔的应用前景。本文从结构仿真和器件制作两大方面对GaN基FinFET器件展开了细致的研究。研究的思路是这样的:首先介绍了 GaN基FinFET器件的研究状况,然后通过Silvaco软件建立了 GaN基FinFET器件的各类模型,并逐一进行仿真,最后利用仿真的结论制作出了实际的GaN基FinFET器件,对器件进行了直流和小信号的测试与分析。在器件的仿真部分,本文从纳米沟道的几何形状、势垒层的A1组分、栅极有无氧化层、势垒层厚度等方面来研究GaN基FinFET器件的直流特性。根据纳米沟道侧壁与水平方向的夹角α的不同,本文建立了六种具有不同沟道形状的器件模型。随着夹角α的减小,栅极金属对导电沟道的包裹性增强,金半接触产生的耗尽区也有增大的趋势,栅极对沟道的控制能力增强,这些原因导致器件的阈值电压向正向漂移。在Al组分的仿真中发现,Al组分降低时,二维电子气的浓度跟着降低,器件的阈值电压向正向移动。栅极与沟道之间加入氧化层后,器件的线性度有所提高,但跨导峰值和亚阈值特性出现了退化。仿真中降低势垒层的厚度后发现,沟道中二维电子气的浓度随之降低,器件的阈值电压向正向漂移,跨导峰值逐渐增加。制备器件之前,本文介绍了 GaN基FinFET器件的工艺流程和感应耦合等离子体刻蚀技术,并重点研究了腔室压力对SiN和GaN材料刻蚀形貌的影响。研究中发现,增大腔室的压力时,等离子体的密度增大,反应速率有一定的提升。若继续增大腔室压力,等离子体的密度会逐渐饱和,离子的自由程降低,刻蚀趋于各向同性,横向的化学腐蚀作用会加强。基于以上结论,本文制备了两种刻蚀条件下的GaN基FinFET器件:一类的腔室压力为5mT,另一类的腔室压力为25mT。每一类器件都设置了四种不同宽度的纳米沟道,分别为100nm、200nm、300nm和500nm。直流测试后发现:对于同一类器件,阈值电压随着沟道宽度的减小而向正向移动;两类FinFET器件的亚阈值摆幅和栅极反向漏电都大于常规的HEMT器件,这主要是细线条工艺中引入的刻蚀损伤造成的。小信号测试后发现:两类FinFET器件的截止频率和最大振荡频率都低于常规的HEMT器件,这主要是因为沟道侧壁形成了新的纳米沟道电容,造成了栅极等效电容的增加。本文最后研究了四甲基氢氧化铵溶液对GaN材料的湿法腐蚀作用。原子力显微镜测试后发现:经过四甲基氢氧化铵溶液浸泡过的GaN材料的粗糙度有明显的下降,这可以用来修复器件制作过程中引入的刻蚀损伤。

关键词：沟道形貌栅控能力二维电子气刻蚀损伤

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金电化学迁移引起的功放模块失效分析研究

固体电子学研究与进展 2023年第1期43卷 89-93页

作者：张茗川李宇超马奔驰季子路南京电子器件研究所南京210016

针对某一型号功放模块在温度循环过程中出现无功率输出现象,对失效功放模块开展了分析研究。利用扫描电镜和能量色散X射线光谱仪对功放模块内部的MMIC芯片进行形貌观察和元素成分分析。结果表明功放模块内部的MMIC芯片栅极与漏极间发生... 详细信息

针对某一型号功放模块在温度循环过程中出现无功率输出现象,对失效功放模块开展了分析研究。利用扫描电镜和能量色散X射线光谱仪对功放模块内部的MMIC芯片进行形貌观察和元素成分分析。结果表明功放模块内部的MMIC芯片栅极与漏极间发生了金的电化学迁移,导致馈电端短路,从而引起模块无功率输出。经故障复现试验,证实金的电化学迁移与器件内部的助焊剂残留相关,加电使用过程中,金电极在电场、水汽及助焊剂中电解质的共同作用下发生金迁移。

关键词：失效分析金电化学迁移助焊剂残留

金刚石/铝复合材料的GaN HEMT器件热特性试验研究

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固体电子学研究与进展 2023年第6期43卷 543-546页

作者：施尚王帅季子路戈硕李宇超南京电子器件研究所南京210016 南京大学电子科学与工程学院南京210093

大功率器件高占空比脉冲应用或连续波应用时,引发的高温会显著影响器件性能及可靠性。本文制备了基于金刚石/铝基复合热沉材料的GaN HEMT器件,采用红外测试方式试验分析了不同载片材料稳态、瞬态热特性及不同载片结构热性能。结果显示:... 详细信息

大功率器件高占空比脉冲应用或连续波应用时,引发的高温会显著影响器件性能及可靠性。本文制备了基于金刚石/铝基复合热沉材料的GaN HEMT器件,采用红外测试方式试验分析了不同载片材料稳态、瞬态热特性及不同载片结构热性能。结果显示:与铜钼铜类复合材料相比,金刚石/铝高热导载片在高平均热耗下可显著降低器件结温,而在低占空比脉冲条件下应用高热导载片时器件降温效果不明显;金刚石复合材料载体存在一个最佳厚度使得器件的散热性能最佳。

关键词：金刚石复合材料氮化镓高迁移率晶体管热特性高功率

复杂场景下无人机感知规避虚实结合验证技术研究

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复杂场景下无人机感知规避虚实结合验证技术研究

作者：秦子路西安工业大学

学位级别：硕士

近年来,四旋翼无人机凭借其结构简洁、操纵灵活的特点,在众多领域实现了广泛应用。随着无人机智能算法的不断进步,四旋翼无人机的技术性能和应用范围得到了进一步拓展。然而,在无人机智能算法的开发与验证环节,传统的仿真实验存在诸多... 详细信息

近年来,四旋翼无人机凭借其结构简洁、操纵灵活的特点,在众多领域实现了广泛应用。随着无人机智能算法的不断进步,四旋翼无人机的技术性能和应用范围得到了进一步拓展。然而,在无人机智能算法的开发与验证环节,传统的仿真实验存在诸多局限性,如仿真精度低、算法移植性差等问题,且实机测试也面临着成本高、耗时长等挑战。针对上述问题,本文的主要工作聚焦于以下几个方面:(1)以四旋翼无人机为研究对象,引入数字孪生五维模型,设计了由物理层、虚拟层、孪生数据层、服务层和连接层构成的无人机虚实结合验证平台框架,并提出相关技术解决方案作为平台开发的基础。(2)无人机飞行场景复杂多变,传统的仿真场景建模精度低、复杂性不高、所模拟的环境与真实世界差距大。针对上述问题,对三维复杂场景建模技术进行研究,建立了无人机飞行实验的仿真环境模型库。首先创建多种地形、地貌模型,包括城市、山地、平原等,导入到UE4中建立模型库;其次利用三维视景可视化技术,在UE4中添加雨、雪、沙尘、雾等天气情况,以模拟特殊天气条件下的飞行场景。同时为了保证虚拟无人机实验的真实性,对实体无人机飞行特性、运动学行为展开研究,在虚拟环境中构建了与实体无人机一致的虚拟无人机模型。(3)针对传统仿真验证缺乏与物理场之间的虚实交互,提出了一套虚实结合的解决方案。首先在Air Sim仿真环境中,利用软件在环仿真技术,实现对虚拟无人机的控制;其次,采用ssh技术,远程控制机载电脑,完成对实体无人机的操控;最后,使用ROS主从机机制和Socket通信技术,设计了虚拟无人机与实体无人机之间的通信回路,实现了虚实结合的无人机仿真。针对算法移植性差的问题,利用了MAVROS功能包进行上述功能的开发,简化了智能算法的移植过程。通过实验验证,证明了平台虚实交互的有效性。(4)在前述技术的基础上,对复杂场景中的感知规避算法进行了研究。针对传统人工势场法存在的目标不可达问题和局部极小值问题,首先在斥力势场函数中引入目标增益系数,随着无人机接近目标减小斥力作用,解决无人机目标不可达问题;其次,增加局部极小值判别函数并相应调整斥力方向,解决无人机局部极小值问题。为了验证改进后的人工势场法在复杂场景中的有效性,以面向复杂城市场景的虚实结合实验为例,在此平台上对传统的人工势场法和改进后的人工势场法进行了有效性验证。实验结果表明,改进后的人工势场法在复杂场景中表现出更高的导航精度和避障能力,能够更有效地完成任务。

关键词：数字孪生感知规避人工势场法虚实融合

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盖纸与烧钱:重庆永川觉皇宝坛丧葬仪式研究

宗教学研究 2024年第1期 225-233页

作者：邓李杨子路西北大学中国思想文化研究所西南大学国家治理学院

重庆永川地区的觉皇宝坛,是当地重要的民间仪式团体。该坛口丧葬仪式包含盖蒙面纸等要素,且认为仪式中所诵经忏可作为亡人钱财。作为预备阶段的过渡礼仪,囊括从盖纸的分隔到供饭烧钱的聚合。丧礼主体过程的烧钱献祭和诵经拜忏,人们通过... 详细信息

重庆永川地区的觉皇宝坛,是当地重要的民间仪式团体。该坛口丧葬仪式包含盖蒙面纸等要素,且认为仪式中所诵经忏可作为亡人钱财。作为预备阶段的过渡礼仪,囊括从盖纸的分隔到供饭烧钱的聚合。丧礼主体过程的烧钱献祭和诵经拜忏,人们通过争执和祭祀展演把“人神交易”转化为习俗。其内含灵魂不死观念和家族血脉情感传承的关系,彰显仪式帮助逝者灵魂、加固生死联系的信仰和让生者向死筹划的作用。在市场经济背景下,仪式的“礼物交换”增加“商品交换”色彩,带有商品拜物教的特征,原本以维护血脉亲情有机联系为目的的仪式专家亦身兼商人身份。

关键词：丧葬仪式过渡礼仪预备阶段民间仪式礼物交换丧礼灵魂不死市场经济背景

基于重复数据删除的分层存储优化技术研究进展

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计算机科学 2024年

作者：姚子路付印金肖侬国防科技大学计算机学院中山大学国家超级计算广州中心

随着全球数据量的爆炸式增长以及数据多样性的日益丰富，单一介质层的存储系统逐渐满足不了用户多样化的应用需求，分层存储技术可依据数据的重要性、访问频率、安全性需求等特征将数据分类存放到具有不同访问延迟、存储容量、容错能力... 详细信息

随着全球数据量的爆炸式增长以及数据多样性的日益丰富，单一介质层的存储系统逐渐满足不了用户多样化的应用需求，分层存储技术可依据数据的重要性、访问频率、安全性需求等特征将数据分类存放到具有不同访问延迟、存储容量、容错能力的存储层中，已经在各个领域广泛应用。重复数据删除是一种面向大数据的缩减技术，可高效去除掉存储系统中的重复数据，最大化存储空间利用率。不同于单存储层场景，将重复数据删除技术运用于分层存储中，不仅能减少跨层数据冗余，进一步节省存储空间、降低存储成本，还能更好地提升数据I/O性能和存储设备的耐久性。在简要分析基于重复数据删除的分层存储技术的原理、流程和分类之后，从存储位置选择、重复内容识别和数据迁移操作三个关键步骤入手，深入总结了诸多优化方法的研究进展，并针对基于重复数据删除的分层存储技术潜在的技术挑战进行了深入探讨。最后展望了基于重复数据删除的分层存储技术未来的发展趋势。

关键词：重复数据删除分层存储存储位置选择重复内容识别数据迁移

当代文学奋斗叙事的价值嬗变——从阎真《如何是好》说起

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当代作家评论 2024年第2期 162-169页

作者：管季淮阴师范学院文学院

中国改革开放不仅创造了前所未有的成就,而且也带来了价值观的巨大变革。体现在文学上,不仅仅包括对西方文学的借鉴和“祛魅”,也表达出经济体制结构性改革背景下人们欲望的沉浮和自省。农村走向城市、底层走向中产、上层避免跌落的阶... 详细信息

中国改革开放不仅创造了前所未有的成就,而且也带来了价值观的巨大变革。体现在文学上,不仅仅包括对西方文学的借鉴和“祛魅”,也表达出经济体制结构性改革背景下人们欲望的沉浮和自省。农村走向城市、底层走向中产、上层避免跌落的阶层流动,成为众多文学作品的主题,这种奋斗叙事也涵盖了从20世纪80年代“下海”的一代,到“80后”“90后”的千禧一代,随着经济发展而产生价值观念的裂变。

关键词：当代文学阶层流动阎真价值嬗变文学作品西方文学 90后千禧一代

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异域之眼:喜龙仁的中国时间

财新周刊 2024年第25期 72-75页

作者：郑子路东京大学

“正是因为喜龙仁的研究,西方人的研究兴趣才转移到中国艺术上来。从这个意义上讲,喜龙仁不仅以他浩繁的著作成为一代宗师,而且也是西方中国艺术研究界一位开风气之先的人物”。

关键词：喜龙仁中国艺术研究一代宗师西方人

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柳蒿芽多糖的制备及抗氧化活性研究

中国食品学报 2024年第4期24卷 235-246页

作者：季子琦刘荣樊梓鸾东北林业大学哈尔滨150040

目的:从柳蒿芽中分离、纯化多糖,对其抗氧化活性进行研究。方法:采用响应面法优化超声波辅助酶法提取柳蒿芽多糖的工艺条件。结果:最佳提取工艺为:超声功率300 W,料液比1∶30 g/mL,超声时间46 min,纤维素酶添加量2.0%,果胶酶添加量3.0%... 详细信息

目的:从柳蒿芽中分离、纯化多糖,对其抗氧化活性进行研究。方法:采用响应面法优化超声波辅助酶法提取柳蒿芽多糖的工艺条件。结果:最佳提取工艺为:超声功率300 W,料液比1∶30 g/mL,超声时间46 min,纤维素酶添加量2.0%,果胶酶添加量3.0%,此条件下多糖得率为7.67%。采用DEAE-52层析柱分离、纯化共得到6个多糖组分。对AIP-2和AIP-3两个组分进行抗氧化活性的研究表明,不同质量浓度AIP-2和AIP-3处理对H_(2)O_(2)诱导的HepG2细胞氧化损伤均有较强的浓度依赖性保护作用。与模型组相比,高质量浓度AIP-2和AIP-3(50μg/mL)处理使细胞存活率提高了54.35%和60.26%,SOD活力提高了35.86%和38.98%,CAT活力提高了173.02%和205.42%,GSH-PX活力提高了50.24%和50.78%,MDA含量降低了46.13%和53.87%。结论:柳蒿芽多糖具有良好的抗氧化活性。

关键词：柳蒿芽多糖超声波辅助酶法提取分离、纯化 HepG2细胞抗氧化