固體電子學研究與進展最新期刊目錄

基于陽極氧化Ta₂O₅薄膜的低溫低壓集成MIM電容制造方法————作者：金致遠;朱健;宋明宣;張洪澤;

摘要：隨著集成密度要求的不斷增長，分立無源器件逐漸無法滿足高密度集成需求，集成無源器件（IPD）成為學術界和工業界的關注重點。金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容具有小體積、高電容密度的優勢，對于集成無源器件的發展非常重要。傳統方法制造集成MIM電容時，通常需要在精確控制的環境中采用復雜的工藝，并使用高精度的儀器。本文介紹了一種用于集成MIM電容的低溫低壓制造方法，該方法采用陽極氧化法在室溫常壓下制成Ta<...

征稿啟事

摘要：<正>《固體電子學研究與進展》是全國性學術期刊，向國內外公開發行。辦刊宗旨是面向21世紀固體物理和微電子學領域的創新性研究。征稿主要范圍是：無機和有機固體物理，硅微電子學，射頻器件和微波集成電路，微機電系統MEMS），納米技術，固體光電和電光轉換器件，有機發光器件（OLED）和有機微電子技術，寬禁帶半導體以及各種固體電子器件等方面的創新性科學技術報告和論文。建議作者在投稿的同時介紹一下論文的工作背...

DC～170GHz InP DHBT超寬帶雙模混頻器————作者：項萍;楊昆明;王維波;程偉;陳膺昊;苗鶴瑜;陳瑩梅;

摘要：<正>南京電子器件研究所基于自主101.6 mm(4英寸)250 nm InP DHBT工藝平臺,設計制備了DC-170GHZ超寬帶雙模混頻器芯片(如圖1所示,單只芯片尺寸835μm*650μm)研究了亞微米難熔發射極制備,高質量基極歐姆接觸等核心工藝,突破了微帶耦合反饋、T型感容補償網絡等帶覺擴展技術。該超寬帶混頻器芯片集成了本振(LO)和射頻(RF)巴倫、混頻器單元,LO和中頻(IF)放大器,...

氧化鎵射頻器件研究進展————作者：郁鑫鑫;沈睿;譙兵;李忠輝;葉建東;孔月嬋;陳堂勝;

摘要：氧化鎵（Ga₂O₃）是性能優異的超寬禁帶半導體材料，不僅臨界擊穿場強大、飽和速度高，而且具有極高的巴利加優值和約翰遜優值，在功率和射頻器件領域具有重要的應用前景。本文聚焦于Ga₂O₃射頻器件，首先介紹了Ga₂O₃在射頻器件領域的優勢和面臨的挑戰，然后綜述了近年來Ga<...

耗盡型GaN非易失性存儲器的研究————作者：邵國鍵;陳韜;周書同;李信;

摘要：研究了基于SiO₂/SiN/AlGaN/GaN結構的耗盡型GaN非易失性存儲器，該存儲器中SiN介質層作為電荷存儲層，SiO₂層作為隔離層。通過在柵極施加正壓實現存儲器的寫入模式，將電子引入SiN電荷存儲層。而柵極施加負壓則能實現存儲器的擦除模式，清除SiN電荷存儲層中的電子，存儲器恢復至初始狀態。在經歷10～4次循環擦寫、10～4 s數據保持等可靠性驗...

碳化硅MOSFET有源門極驅動的電壓電流過沖快速檢測電路設計————作者：王俊波;張殷;唐琪;王正磊;陳鈺凱;劉平;

摘要：碳化硅金屬氧化物半導體場效晶體管（Silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,SiC MOSFET）因其高工作頻率和耐高溫等優勢得到廣泛應用。然而，SiC MOSFET驅動電路存在的開關高電氣應力、電壓電流超調和開關振蕩等問題降低了變流器的可靠性。為了提高系統的可靠性，本文提出了一種碳化硅MOSFET有源門極驅...

基于4H-SiC的高溫驅動電路設計與制造————作者：田源;黃潤華;倪朝輝;劉濤;張國斌;楊勇;柏松;

摘要：為解決SiC MOSFET在高溫條件下性能受硅基驅動電路限制的問題，設計制造了一款基于4H-SiC材料的驅動電路，用于改善電路整體的耐高溫能力，并且分別在常溫（25℃）和高溫（300℃）條件下對驅動電路的性能進行了測試。常溫下驅動電路在無負載條件下的上升沿延遲和下降沿延遲分別為2.496μs和1.32μs，高溫下兩者分別為1.61μs和0.816μs。在輸出功率為100 W、輸出電壓為56 V、母...

基于功率合成技術的0.17 THz瓦級固態放大器設計————作者：趙博;成海峰;胡尊月;朱翔;杜佳諭;龔冰;

摘要：針對當前太赫茲頻段對于大功率固態放大器的工程應用需求，在0.17 THz開展了基于功率合成技術的瓦級固態功率放大器的研究。基于3 dB波導橋結構和太赫茲GaN功放芯片，設計并制作了一種工作在0.17 THz的兩芯片封裝功率模塊，實現了410 mW的典型功率輸出。以E面T型結為基礎，實現了G波段4路波導功率合成器，工作頻率覆蓋165～175 GHz，無源合成效率為76%。通過將4個封裝功率模塊進行合...

硅基太赫茲壓控振蕩器研究進展————作者：陳尚軒;魯成健;陳卓恒;成彬彬;程序;

摘要：太赫茲技術近年來的快速發展推動著太赫茲振蕩器以及壓控振蕩器的設計與實現。隨著半導體工藝（如CMOS,SiGe,GaAs等）的進步，使得高集成度、低功耗、低相位噪聲的高頻振蕩器以及壓控振蕩器的實現成為可能。本綜述將講述太赫茲振蕩器關鍵技術及其最新研究進展，重點探討不同類型的太赫茲振蕩器設計方法，特別對提高輸出功率和調諧范圍等方面進行研究。通過對現有文獻的綜合分析，旨在為研究人員提供關于硅基太赫茲振蕩...

面向3D-SiP模組的超寬帶互聯技術研究————作者：呂嘉然;闞堯;劉士杰;徐夢苑;湯君坦;成海峰;

摘要：針對有源相控陣天線前端向低剖面、超寬帶、高集成方向發展的趨勢，基于三維系統級封裝（Three-dimensional system-in-package, 3D-SiP）技術的TR模組成為了當前研究的熱點。本文面向一種采用高溫共燒陶瓷（High temperature co-fired ceramic, HTCC）技術和球柵陣列（Ball grid array, BGA）堆疊技術實現的3D-SiP...

一種高調諧線性低相位噪聲的正交壓控振蕩器————作者：張菁菁;石春琦;陳光勝;黃磊磊;張潤曦;

摘要：設計了一種用于通信感知一體化的正交壓控振蕩器（Quadrature voltage-controlled oscillator, QVCO），并分析了相位噪聲、調諧線性度和調諧范圍之間的關系。采用了數字溫度補償的非線性校正方法對QVCO的調諧范圍和線性度進行優化，并考慮外部噪聲對QVCO噪聲的影響。采用55 nm CMOS工藝制備的QVCO可實現22.748～28.302 GHz的調諧范圍（21....

一種基于耦合線功率合成的Ka波段功率放大器————作者：孫晗;楊曉政;何進;

摘要：基于55 nm RF CMOS工藝設計了一款應用于5G毫米波通信的Ka波段功率放大器（Power amplifier,PA）。該PA創新性地采用了基于非對稱耦合線的功率合成網絡。該網絡能夠被用于金屬層厚度差異較大的工藝，而且具有易于設計、低損耗的特點，有利于提高PA輸出功率。此外，本文提出的自適應偏置電路能夠根據輸入信號功率的大小改變PA的柵極偏置，從而抑制增益壓縮效應，提高PA線性度。仿真結果表...

一種超低輸入電壓的熱電能量采集芯片設計————作者：楊淼;周俊豪;劉新寧;

摘要：基于0.18μm 1P4M BCD工藝設計了一款超低輸入電壓的電源管理芯片，可實現自啟動和升壓，能對外界的熱電能量進行采集管理。提出了一種將反饋控制電路和充電控制電路相結合的架構，利用遲滯比較器陣列和交叉耦合復用電路實現主從電源切換和輸出控制，使其在無外界能量輸入時，依然可以正常工作。測試結果表明，在22 mV低輸入電壓下，芯片可實現自啟動，芯片靜態工作電流僅為3.5μA，輸出電壓值最大為4.2 ...

一種低功耗降壓型DC-DC轉換器設計————作者：宋阜恒;蔡甜甜;王培浩;王紫陽;夏曉娟;

摘要：設計了一種超低靜態功耗的同步整流降壓型脈沖頻率調制模式的DC-DC轉換器。在輕載條件下，利用輸出電壓啟動電路，降低靜態功耗，并加入電感峰值限流，減小輸出電壓紋波。基于0.5μm的CMOS工藝進行設計以及仿真驗證，測試結果表明，當輸出電壓為1.8 V時，該芯片的靜態電流僅為760 nA。全負載效率在90%以上，最高效率可以達到93.12%

陽極退火對Co陽極準垂直結構GaN基肖特基二極管性能影響————作者：吳志勇;馬群;王良臣;李晉閩;王軍喜;劉志強;伊曉燕;

摘要：在藍寶石襯底上制備了不同陽極叉指寬度的鈷（Co）陽極準垂直結構氮化鎵肖特基勢壘二極管（GaN Schottky barrier diode, GaN SBD），在此基礎上分別進行300、350、400℃陽極退火。實驗結果顯示較小的陽極叉指寬度有利于實現較低的比導通電阻，在300℃退火后，陽極界面態密度降低，金屬半接觸均勻性增加，器件的開啟電壓和比導通電阻分別降低12.1%和13.2%，陽極界面態密...

一種靈敏度提高的垂直型霍爾器件及仿真模型————作者：王雙喜;李建強;李良;周林;李杰林;徐躍;

摘要：基于180 nm BCD工藝實現了一種靈敏度提高的五孔垂直型霍爾器件（Five-contact vertical Hall-effect device,FCVHD）。采用摻雜濃度較低且阱深較深的N型漂移區（N-type drift region,NDRF）作為器件有源區，并在器件表面的N⁺接觸孔之間進行P⁺擴散區隔離，有效減小了短路效應，提高了器件的電流...

基于多單元融合設計的18-40 GHzGaAs小型化數控移相器————作者：潘瑞坤;印政;馬明明;郭潤楠;莊園;韓群飛;陶洪琪;

摘要：超寬帶移相器輸入、輸出駐波是影響相控陣系統波束精度的關鍵指標之一，本文提出了大相位基準輸入輸出拓撲，基于0.15 μm GaAs pHEMT工藝，在18-40 GHz實現了一款六位精度數控移相器芯片。針對超寬帶小相位基準精度低的問題，提出了改進型串并聯電容移相結構，提升了5.625°和11.25°小位移相單元的移相精度；同時，提出了引入多模可變負載的開關電抗反射型結構，優化了45°～180°四個大...

K波段多通道射頻收發微模組高隔離度設計————作者：徐靖灃;葛逢春;張皓;張碩;劉峻峰;郭潤楠;陶洪琪;

摘要：隨著相控陣系統的工作頻率不斷升高，陣元間距不斷減小，傳統的單通道射頻收發組件的小型化受到了限制，多通道收發芯片與組件成為重要的研究方向。封裝中多個通道的電磁能量在腔體內顯著提升了自激風險，需要高隔離度的微模組設計。本文將天線陣列設計中表面波抑制蘑菇型電磁帶隙結構用于射頻收發微模組封裝，結合氧化鋁陶瓷直接鍍銅封裝，研發了K波段四通道射頻收發微模組并在常溫下進行了測試。模組外形尺寸為8.8 mm×8....

寬帶雙圓極化低剖面天線及其陣列研究————作者：王磊;

摘要：本文設計了一種新型寬帶雙圓極化低剖面天線。基于傳統雙層微帶貼片天線結構，本文在下層貼片刻蝕帶有枝節的方環形縫隙并引入短路接地柱，從而形成新的輻射模式，有效展寬了天線的帶寬及優化了圓極化特性。天線采用雙點饋電，利用3dB電橋作為饋電網絡，實現了左旋、右旋圓極化輻射方式。天線單元的10dB阻抗帶寬約為16%（1.95GHz～2.29GHz），全頻帶軸比≤1.93dB（帶寬16%），天線剖面高度約為0....

系統封裝高速鏈路中跨層信號通路與配電網絡協同分析————作者：李濤;繆旻;

摘要：針對高速鏈路信號通路中典型的垂直過孔互連結構和配電網絡電源/地平面對的信號完整性（Signal integrity, SI）與電源完整性（Power integrity, PI）問題進行了研究，分析了其電磁耦合機理，提出了一種流程相對簡單、資源開銷小、建模效率高的協同分析方法。以在研的某型復合陶瓷SiP樣品中信號通路和配電網絡結構的設計為例，對所提出的協同分析方法的有效性進行了驗證

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