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8英寸SiC晶圆制备与外延应用

人工晶体学报 2024年第10期 1712-1719页

作者：韩景瑞李锡光李咏梅王垚浩张清纯李达施建新闫鸿磊韩跃斌丁雄杰广东天域半导体股份有限公司广州南砂晶圆半导体技术有限公司清纯半导体(宁波)有限公司芯三代半导体科技(苏州)股份有限公司

碳化硅是制作高温、高频、大功率电子器件的理想电子材料之一，近20年来，随着碳化硅材料加工技术的不断提升，其应用领域不断扩大。目前碳化硅芯片制备仍然以6英寸（1英寸=25.4 mm）晶圆为主，但是行业龙头企业已经开始开发基于8英寸... 详细信息

碳化硅是制作高温、高频、大功率电子器件的理想电子材料之一，近20年来，随着碳化硅材料加工技术的不断提升，其应用领域不断扩大。目前碳化硅芯片制备仍然以6英寸（1英寸=25.4 mm）晶圆为主，但是行业龙头企业已经开始开发基于8英寸晶圆的下一代器件和芯片。本项目联合国内碳化硅产业链上、下游龙头企业，推进8英寸碳化硅芯片国产开发，尤其是关键的晶圆制备和外延应用环节。本文采用扩径生长制备了8英寸4H-SiC衬底，其平均BPD密度低至251 cm-2，平均TSD密度小于1 cm-2，实现了近“零TSD”和低BPD密度的8英寸衬底，可以满足生产需要。采用国产8英寸外延设备和开发的工艺包，实现了速率为68.66 μm/h的快速外延生长，厚度不均匀性为0.89%，掺杂不均匀性为2.05%，这两个指标已经达到了6英寸外延膜的优良水平，完全可以满足生产需要。与国外已发布的8英寸结果对比，厚度和掺杂均匀性均优于国外数据，而缺陷密度只有国外数据的1/4。设计和实施了多片的重复性试验，验证了其稳定性。

关键词：碳化硅 8英寸晶圆外延缺陷密度掺杂均匀性

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界面工程调控石墨烯/氮化镓紫外光电探测性能研究(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第3期61卷 1-6页

作者：高芳亮陈坤刘青王幸福杨纪锐徐明俊贺宇浩石宇豪许腾文阳志超李述体华南师范大学半导体科学与技术学院广东广州510631 东莞南方半导体科技有限公司广东东莞523781

界面工程是提高光电探测器性能的有效方法之一。报道了基于界面工程调控的石墨烯(Gr,2D)/GaN(3D)范德瓦耳斯异质结紫外光电探测器。GaN吸收光子产生电子空穴对,并在内建电场作用下发生分离。其中,光生空穴利用隧穿效应向Gr一侧迁移,而... 详细信息

界面工程是提高光电探测器性能的有效方法之一。报道了基于界面工程调控的石墨烯(Gr,2D)/GaN(3D)范德瓦耳斯异质结紫外光电探测器。GaN吸收光子产生电子空穴对,并在内建电场作用下发生分离。其中,光生空穴利用隧穿效应向Gr一侧迁移,而光生电子向GaN一侧迁移。在较高的电场驱动下,载流子将发生碰撞,造成光电流倍增,使得器件的光吸收效率与光电转化效率有明显提升。因此,器件在-2 V偏压条件和5μW/cm^(2)紫外光照射下,展示出较高的响应度(395.2 A/W)和较大的探测率(4.425×10^(15)Jones)值。该研究丰富了界面工程技术在Gr基紫外光电探测器的应用,为制备高性能紫外探测器提供了可能。

关键词：氮化镓二维/三维金属有机化学气相沉积紫外探测器

面向居民家庭智慧用能的随器量测模块设计与应用

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现代电子技术 2024年第13期47卷 180-186页

作者：陈贺娜郝伟琦曹波康守信王丙休王贤辉北京智芯微电子科技有限公司北京102200 北京智芯半导体科技有限公司北京102299

针对低压居民用户用能负荷感知、测量、采集和调控需求,文中研究了面向居民家庭智慧用能的随器量测模块设计与应用技术。首先,分析了居民家庭智慧用能双向互动的业务场景;接着,进行了随器量测模块的硬件和软件设计,通过搭载高精度计量... 详细信息

针对低压居民用户用能负荷感知、测量、采集和调控需求,文中研究了面向居民家庭智慧用能的随器量测模块设计与应用技术。首先,分析了居民家庭智慧用能双向互动的业务场景;接着,进行了随器量测模块的硬件和软件设计,通过搭载高精度计量芯片、HPLC+HRF双模通信芯片和内嵌随器量测软件协议栈,实现了用电设备的嵌入式计量、通信、控制等主要功能。所研制随器量测模块经第三方机构检测,计量精度达到1级,采样频率优于20 kHz,满足用电设备高效双向通信需求。该技术在河北开展了智慧用能示范应用,实现了居民负荷电器级深度感知和精准调节,得到工程实践的验证。

关键词：智慧用能随器量测用电设备负荷调节 HPLC+HRF双模通信芯片深度感知

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轮速传感器AK协议解码系统设计与实现

传感器世界 2024年第7期30卷 38-47页

作者：李乐荣广东舆芯半导体科技有限公司广东广州515063

带AK协议的轮速传感器为汽车主动安全控制系统提供了轮速信息的同时,还提供了转动方向以及诊断等其他信息,为控制系统可靠性的提升发挥了重要的作用。文章以机电制动控制器(Electromechanical Brake System,EMB)为例,采用分立电路与EMB... 详细信息

带AK协议的轮速传感器为汽车主动安全控制系统提供了轮速信息的同时,还提供了转动方向以及诊断等其他信息,为控制系统可靠性的提升发挥了重要的作用。文章以机电制动控制器(Electromechanical Brake System,EMB)为例,采用分立电路与EMB控制器自带的微处理器设计解码系统,进行轮速传感器AK协议解码。通过对AK协议的关键特征进行分析,设计了硬件信号处理电路,分别提取出速度信号与数据信号。基于微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)现有的AUTOSAR软件架构,以复杂驱动的形式设计解码软件,进行速度与数据解码。搭建测试平台,对解码系统进行测试。测试结果证明,解码系统对速度和数据的解码结果准确,具有工程实用性。

关键词： AK协议轮速传感器窗口比较电路曼切斯特码

利用模流仿真技术研究IGBT的外壳端子偏移问题

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中国科技期刊数据库工业A 2024年第10期 0140-0144页

作者：赵焕铭崔晓朱贤龙李博强刘军广东芯聚能半导体有限公司广东广州510000

随着科学技术的快速发展,计算机虚拟仿真技术在汽车、运动器材、建筑、电子产品等领域得到了广泛应用,不仅可以缩短的产品设计周期,也可以在中后期进行缺陷的优化。如IGBT的外壳此类产品,采用塑胶材料加金属端子做为嵌件进行注塑生产的... 详细信息

随着科学技术的快速发展,计算机虚拟仿真技术在汽车、运动器材、建筑、电子产品等领域得到了广泛应用,不仅可以缩短的产品设计周期,也可以在中后期进行缺陷的优化。如IGBT的外壳此类产品,采用塑胶材料加金属端子做为嵌件进行注塑生产的方式,由于含嵌件的注塑其特殊性,在注塑过程中极易出现金属端子偏移的问题,而此问题在初期设计时没有考虑上,导致外壳成品发生不可接受的端子偏移量。利用模流仿真分析,针对IGBT的外壳端子偏移问题进行研究,给嵌件注塑外壳解决端子偏移问题提供支持。

关键词：模流仿真 IGBT 外壳嵌件注塑端子偏移

一次性可编程存储器的数据保持特性建模及分析

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微电子学 2024年第2期54卷 346-350页

作者：钟岱山王美玉陈志涛张有志叶继兴朱友华南通大学信息科学技术学院江苏南通226019 广东省科学院半导体研究所广州510651 粤芯半导体技术有限股份公司广州510700

基于300 mm 0.18μm MS 5 V工艺平台设计并流片了1k×16一次性可编程OTP器件,并对存储单元的结构、工作原理及工艺等可能影响数据保持寿命的因素进行了分析。根据Arrhenius寿命模型对不同样品设置了高温老化实验测试,收集数据并对OTP器... 详细信息

基于300 mm 0.18μm MS 5 V工艺平台设计并流片了1k×16一次性可编程OTP器件,并对存储单元的结构、工作原理及工艺等可能影响数据保持寿命的因素进行了分析。根据Arrhenius寿命模型对不同样品设置了高温老化实验测试,收集数据并对OTP器件的保持特性进行建模。通过225℃、250℃和275℃条件下的高温老化加速实验,拟合样品最大数据保持时间曲线。在生产过程中可能出现的最差产品条件下,对1/(kT)与数据保持时间曲线进行数学拟合,计算在不同失效条件下的浮栅电荷泄漏的激活能和最大数据保持时间。

关键词：一次性可编程存储器嵌入式非易失性存储器数据保持寿命加速老化实验 Arrhenius模型激活能

12英寸超级结-沟槽栅MOSFET器件和工艺研究

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微电子学 2024年

作者：刘冬华许昭昭钱文生上海华虹宏力半导体制造有限公司华虹半导体(无锡)有限公司

超级结MOSFET是高压分立器件中的重要分支。但是超级结在中-低压段，特别是在低压段器件中应用较少且相关研究也不多。因此，研究中-低压段的超级结制作工艺，有利于采用超级结改善低压器件的综合特性。仿真显示，传统沟槽栅极器件的Rs... 详细信息

超级结MOSFET是高压分立器件中的重要分支。但是超级结在中-低压段，特别是在低压段器件中应用较少且相关研究也不多。因此，研究中-低压段的超级结制作工艺，有利于采用超级结改善低压器件的综合特性。仿真显示，传统沟槽栅极器件的Rsp优化余地有限，但是采用超级结，器件的Rsp可降低超50%。实验结果显示，超级结-沟槽栅器件的BV达85 V，与仿真一致。阈值电压偏高且Rsp改善20%。这表明超级结-沟槽栅在中-低压段分立器件中有非常大的实用价值，相比沟槽栅器件，Rsp改善预估在35%～40%之间。

关键词：沟槽MOSFET 超级结元胞特征导通电阻高能注入

高效率高功率976 nm半导体激光芯片设计与制备

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中国激光 2024年第7期51卷 211-216页

作者：付鹏张艳春赵涛赵勇明唐松李颖韩沈丹广东先导院科技有限公司广东广州510535 度亘核芯光电技术(苏州)有限公司江苏苏州215124

976 nm高功率半导体激光芯片是光纤激光器的核心部件,具有极为重要的产业价值。报道了课题组在高效率高功率半导体激光芯片的设计、制作与测试方面的研究成果。为了最大限度地提高器件的功率转换效率,同时满足苛刻的寿命要求,在设计上... 详细信息

976 nm高功率半导体激光芯片是光纤激光器的核心部件,具有极为重要的产业价值。报道了课题组在高效率高功率半导体激光芯片的设计、制作与测试方面的研究成果。为了最大限度地提高器件的功率转换效率,同时满足苛刻的寿命要求,在设计上采用双非对称大光腔波导结构,同时对量子阱结构、波导结构、掺杂以及器件结构进行了优化;在外延生长方面,系统地优化了生长工艺参数,确保了外延材料具有极高的内量子效率及低内损耗。大量测试表明:所制作的器件(腔长为5 mm、发光条宽为200μm的芯片)在室温、连续波(CW)测试条件下,阈值电流约为1 A,斜率效率为1.14 W/A;当电流为9 A时,最高功率转换效率高达72.4%;当电流为30 A时,输出功率达到29.4 W,功率转换效率为61.3%;对应于95%光场能量的水平远场发散角低至8.7°。上述参数性能已经达到了国际同类产品的先进水平。

关键词：激光器半导体激光芯片高功率转换效率高功率低水平远场发散角 976 nm

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1700 V精细沟槽栅IGBT器件设计

半导体技术 2024年第4期49卷 310-315,329页

作者：郑婷婷南京南瑞半导体有限公司南京211100

为了改善绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件关断损耗和导通压降之间的折中关系,同时降低器件制造成本,基于1 700 V电压平台设计了一种采用精细沟槽栅结构的IGBT。采用TCAD软件进行仿真,研究衬底电阻率、衬底厚度、沟槽栅深度、沟槽栅宽度、... 详细信息

为了改善绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件关断损耗和导通压降之间的折中关系,同时降低器件制造成本,基于1 700 V电压平台设计了一种采用精细沟槽栅结构的IGBT。采用TCAD软件进行仿真,研究衬底电阻率、衬底厚度、沟槽栅深度、沟槽栅宽度、载流子存储层注入剂量、沟槽栅元胞结构等因素对精细沟槽栅IGBT器件性能参数的影响,确定了最优工艺参数,并对1 700 V精细沟槽栅IGBT芯片进行流片和封装。测试结果显示,相比普通沟槽栅IGBT模块,1 700 V精细沟槽栅IGBT模块在芯片面积减小34.2%的情况下,关断损耗降低了8.6%,导通压降仅升高5.5%,器件性价比得到了优化。

关键词：精细沟槽栅结构绝缘栅双极型晶体管(IGBT) TCAD仿真元胞结构器件性价比