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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 21-26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东莞南方半导体科技有限公司

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，... 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/cm2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(4.425×1015Jones)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

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

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

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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

不同解码方案下的星地融合网络混合多址接入性能分析

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电子与信息学报 2024年第09期46卷 3528-3536页

作者：戴叶玲郭焱朱丽文刘笑宇丁昌峰林敏南京邮电大学通信与信息工程学院展讯半导体(南京)有限公司

该文针对地面中继辅助的星地融合网络(ISTNs)，分析了卫星采用不同解码方案时系统性能的差异。首先，提出一种新颖的用户配对方案，通过位置信息将卫星波束覆盖范围内的多个用户分为若干个组。接着，为了提高传输可靠性以及频谱利用率... 详细信息

该文针对地面中继辅助的星地融合网络(ISTNs)，分析了卫星采用不同解码方案时系统性能的差异。首先，提出一种新颖的用户配对方案，通过位置信息将卫星波束覆盖范围内的多个用户分为若干个组。接着，为了提高传输可靠性以及频谱利用率，用户采用混合多址接入技术与卫星进行通信。进一步，在考虑用户-地面中继链路服从Nakagami-m分布，地面中继-卫星链路服从相关阴影莱斯分布的情况下，分别推导出基于连续干扰消除(SIC)和联合解码(JD)两种解码方案的系统中断概率和吞吐量的闭合表达式。最后，计算机仿真验证了理论分析的正确性和所提方案相比正交多址(OMA)方案的优越性，并揭示了JD解码技术在ISTNs中的可行性。

关键词：星地融合网络用户配对方案混合多址接入连续干扰消除联合解码

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电网用5200V压接式逆导IGBT模块

半导体技术 2024年第10期49卷 873-878页

作者：朱利恒王滨蔡海陈星覃荣震肖强株洲中车时代半导体有限公司功率半导体与集成技术全国重点实验室湖南株洲412001

为了进一步增大功率密度、降低热阻,基于平面增强型U形IGBT元胞结构设计了一种优化芯片背面的逆导(RC)IGBT芯片。通过将RC-IGBT芯片柔性压接封装成模块,研究模块的高温动、静态性能和子模组的极限性能。通过在芯片正面增加n型载流子存... 详细信息

为了进一步增大功率密度、降低热阻,基于平面增强型U形IGBT元胞结构设计了一种优化芯片背面的逆导(RC)IGBT芯片。通过将RC-IGBT芯片柔性压接封装成模块,研究模块的高温动、静态性能和子模组的极限性能。通过在芯片正面增加n型载流子存储层结构和结型场效应晶体管(JFET)区注入降低正向导通压降(V_(CE,on)),通过在芯片背面逐渐减小n+区域宽度消除正向导通压降回跳现象。测试结果表明,该模块在125℃、3000 A下V_(CE,on)为3.18 V,反向导通压降(V_(F))为1.95 V。3400 V母线电压下,子模组IGBT能关断3.9倍额定电流,可以通过21 V栅压、10μs的一类短路极限测试;快恢复二极管(FRD)的反向恢复瞬时功率峰值达6 MW以上,并可通过峰值电流达23倍额定电流(11.5 kA)的浪涌测试。相比同类产品,该RC-IGBT模块静态性能和极限性能均具有明显优势,能应用于大电流复杂工况的电网环境中。

关键词：逆导(RC)IGBT 压接模块低导通损耗宽安全工作区浪涌电流

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一种基于PJFET输入的高压摆率集成运算放大器

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半导体技术 2024年第3期49卷 272-278页

作者：张子扬贵州振华风光半导体股份有限公司贵阳550018

基于双极型集成工艺设计并制作了一种高压摆率、低输入偏置电流、低输入失调电流的运算放大器。输入级采用p沟道结型场效应晶体管(PJFET)共源结构,有利于减小输入偏置电流,提高信号接收的灵敏度,实现高输入阻抗、低偏置电流、低输入失... 详细信息

基于双极型集成工艺设计并制作了一种高压摆率、低输入偏置电流、低输入失调电流的运算放大器。输入级采用p沟道结型场效应晶体管(PJFET)共源结构,有利于减小输入偏置电流,提高信号接收的灵敏度,实现高输入阻抗、低偏置电流、低输入失调电流和高压摆率。增益级采用常规的共射放大电路结构。输出级采用互补推挽输出结构,提升了驱动负载的能力,并克服交越失真。测试结果表明:在电源电压±15 V、25℃环境温度下,开环电压增益为114.49 dB,正压摆率为12.33 V/μs,负压摆率为-9.76 V/μs,输入偏置电流为42.52 pA,输入失调电流为4.23 pA,输出电压摆幅为-13.56~14.16 V,共模抑制比为105.56 dB,电源抑制比为107.91 dB。

关键词： PJFET输入级双极型高压摆率宽频带低失调电流

4H-SiC衬底上生长参数对AlGaN基深紫外多量子阱受激辐射特性的影响

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发光学报 2024年第6期45卷 894-904页

作者：张睿洁郭亚楠吴涵刘志彬闫建昌李晋闽王军喜中国科学院半导体研究所宽禁带半导体研发中心北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 山西中科潞安紫外光电科技有限公司山西长治046000

SiC衬底是制备高性能AlGaN基深紫外激光器的良好候选衬底。采用金属有机化学气相沉积方法在4H-SiC衬底上生长了深紫外AlGaN/AlN多量子阱结构(MQWs),系统研讨了MQWs生长参数对深紫外激光结构自发辐射和受激辐射特性的影响规律。综合分析M... 详细信息

SiC衬底是制备高性能AlGaN基深紫外激光器的良好候选衬底。采用金属有机化学气相沉积方法在4H-SiC衬底上生长了深紫外AlGaN/AlN多量子阱结构(MQWs),系统研讨了MQWs生长参数对深紫外激光结构自发辐射和受激辐射特性的影响规律。综合分析MQWs的表面形貌和发光性能后发现,随着NH_(3)流量增加和生长温度升高,MQWs表面粗糙度降低,内量子效率提升。经优化,MQWs的内量子效率达到74.1%,室温下的激射阈值光功率密度和线宽分别为1.03 MW/cm~2和1.82 nm,发光波长为248.8 nm。这主要归因于高的NH3流量和生长温度抑制了有源区中的碳杂质并入,载流子辐射复合效率和材料增益增加;同时生长速率降低,改善了MQWs结构的表面形貌,降低了界面散射损耗。采用干法刻蚀和湿法腐蚀的复合工艺制备了光滑陡直的谐振腔,激光器的腔面损耗降低,阈值光功率密度和线宽进一步降低至889 kW/cm~2和1.39 nm。

关键词： AlGaN SiC 光泵浦激光器 Ⅴ/Ⅲ比生长温度

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第三代半导体发展现状及未来展望

科技导报 2024年第8期42卷 29-38页

作者：高爽郑宇亭张志国中电科第三代半导体科技有限公司北京100041

在分析第三代半导体重要战略意义的基础上,讨论了中国在相关领域技术和产业化能力的发展状况,阐述了“大尺寸、降成本”是当前碳化硅及氮化镓技术的发展重心,并探讨了第三代半导体行业企业发展模式以及可能存在的问题及风险。尽管中国... 详细信息

在分析第三代半导体重要战略意义的基础上,讨论了中国在相关领域技术和产业化能力的发展状况,阐述了“大尺寸、降成本”是当前碳化硅及氮化镓技术的发展重心,并探讨了第三代半导体行业企业发展模式以及可能存在的问题及风险。尽管中国已具备良好基础,但仍存在不足,建议在国家政策的指导下,以应用牵引实现发展,加大产线的持续支持力度,系统地丰富产品形态,促进第三代半导体产业高质量发展,把握未来应用新机遇。

关键词：第三代半导体碳化硅氮化镓 5G通讯企业模式