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增强型GaN HEMT器件的实现方法与研究进展
*
穆昌根, 党睿, 袁鹏, 陈大正
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1003
摘要
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644
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(3387KB)(
615
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可视化
考虑到实际应用对可靠性、设计成本及能耗的要求,增强型GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)器件比传统耗尽型GaN HEMT器件优势更显著。目前有许多方法可以实现增强型GaN HEMT器件,如使用p型栅技术、凹栅结构、共源共栅(Cascode)结构、氟离子体处理法、薄势垒AlGaN层以及它们的改进结构等。分别对使用以上方法制备的增强型GaN HEMT器件进行了综述,并对增强型GaN HEMT器件的最新研究进展进行了总结,探索未来增强型GaN HEMT器件的发展方向。
参考文献
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2022年第22卷第10期 pp. 100401
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光刻机镜头漏光对光刻工艺的影响
梁宗文;石浩;王雯洁;王溯源;章军云
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0025
摘要
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491
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(951KB)(
169
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可视化
通过GaAs单片微波集成电路(MMIC)光刻工艺,试验得到不同掩模版透光区占空比下光刻机镜头的漏光率,分析了漏光率对曝光能量宽裕度以及光刻胶形状的影响。通过试验测量得出,掩模版透光区占空比的增加会导致曝光镜头的漏光率升高,进一步使得光刻工艺的能量宽裕度变小。同时,过高的漏光率会造成显影后图形的光刻胶损失,使光刻胶图形的对比度变差,从而严重影响GaAs MMIC光刻工艺的图形质量,造成器件性能退化,降低产品良率。
参考文献
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2023年第23卷第4期 pp. 040401
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SOI基光波导传输损耗的研究
李逸康, 张有润, 葛超洋, 汪煜, 张波
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1005
摘要
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305
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(921KB)(
187
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可视化
SOI基光波导中直波导的传输损耗包括模式失配损耗、内部散射损耗和表面散射损耗。为了研究直波导的传输损耗中3种损耗所占的比例,制作了相同宽度的条形和脊形波导,仿真分析和测试了2种波导的传输损耗。对于1550 nm的光,测试得到条形波导和脊形波导的传输损耗分别为?2.4 dB·cm
?1
和?2.0 dB·cm
?1
,同样截面且忽略杂质缺陷和表面粗糙程度的理想波导的损耗均接近于0。通过对这些数据的分析,计算出条形波导表面散射损耗为?1.42 dB·cm
?1
,占总体损耗的59.2%,内部散射损耗为?0.98 dB·cm
?1
,占总体的40.8%。
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2022年第22卷第10期 pp. 100402
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200 mm硅外延片时间雾的产生机理及管控方法研究
刘勇;仇光寅;邓雪华;杨 帆;金龙
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0708
摘要
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264
)
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(1194KB)(
180
)
可视化
针对硅外延加工过程及所处环境,研究了200 mm硅外延片时间雾产生的原因,分析了环境湿度、外延反应前后排外能力以及洁净厂房环境阳离子浓度等影响因素,提出了硅外延反应副产物HCl和环境中的阳离子是导致硅外延片表面产生时间雾的主要原因。通过增强硅外延设备排外能力降低环境中的阳离子浓度,可有效降低时间雾产生的概率。
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2022年第22卷第7期 pp. 070402
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重复短路应力下p-GaN HEMT器件的阈值电压退化机制
*
伍振;周琦;潘超武;杨宁;张波
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0610
摘要
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247
)
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(2731KB)(
253
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可视化
p-GaN HEMT凭借高频、高功率密度的优势,已逐渐应用于高频电源领域,由于负载短路、错误的栅控信号等因素,均会导致器件处于严重的短路状态。目前,研究重点多聚焦于600/650 V商用器件的最终失效上,缺乏对器件在短路应力下的退化机理研究。通过重复短路应力研究了100 V商用p-GaN HEMT的短路鲁棒性,随着应力次数的增加,器件的阈值电压
V
TH
表现出持续正向漂移且漂移量可达+0.65 V,漏极电流
I
D
持续下降。此外,还研究了短路应力后器件的动态恢复过程。在较弱的短路应力后,由于AlGaN势垒层内的陷阱和p-GaN/AlGaN界面陷阱释放掉被捕获的电子,
V
TH
和
I
D
能够完全恢复;而在苛刻的短路应力后,栅下产生的热电子将轰击p-GaN/AlGaN界面从而诱导出新的界面缺陷,这将导致
V
TH
永久性的正向漂移,最终使得
I
D
不可恢复。
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2022年第22卷第6期 pp. 060401
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沟槽型VDMOS的重离子辐射失效研究
廖聪湘;徐海铭
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0813
摘要
(
243
)
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(1071KB)(
127
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可视化
空间辐射环境中含有各种高能带电粒子,高能带电粒子与电子器件相互作用可能引发单粒子效应(SEE),单粒子效应中单粒子烧毁(SEB)和单粒子栅穿(SEGR)是两种最主要的单粒子事件。对重离子环境下的器件退化和失效进行了研究,分析了重离子环境下的失效机理,提出了重离子条件下的器件改善结构,同时完成了仿真和重离子实验验证,提升了MOSFET抗重离子能力。
参考文献
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2022年第22卷第8期 pp. 080402
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可变高应力氮化硅薄膜的内应力研究
孙建洁;张可可;陈全胜
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0710
摘要
(
234
)
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(805KB)(
254
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可视化
以互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)器件等比例缩小为动力的硅集成电路技术已迈入纳米级尺寸,并将继续保持对摩尔定律的追求,进一步缩小器件尺寸,以满足芯片高度集成化的要求。目前基于CMOS工艺的应变硅技术受到越来越广泛的应用。氮化硅致应变技术是属于应变硅技术中的一种,该技术工艺流程相对简单,成本较低,仅通过在器件上淀积不同应力的氮化硅薄膜就可达到提高载流子迁移率的效果,因此应用越来越普遍。利用等离子体增强化学气象沉积(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)的氮化硅膜,通过适当的工艺条件,可以做到压应力和张应力两种应力的变换,最终可实现在硅片上淀积出应力大于2 GPa的高应力氮化硅膜。
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2022年第22卷第7期 pp. 070403
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一种新型无电压折回现象的超结逆导型IGBT
吴毅, 夏云, 刘超, 陈万军
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0911
摘要
(
226
)
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(1307KB)(
187
)
可视化
提出了一种新型无电压折回现象的超结逆导型绝缘栅双极型晶体管(RC-IGBT),并基于Sentaurus TCAD进行了电学特性仿真。提出的超结RC-IGBT通过超结的P柱将集电极N
+
区域与P
+
区域隔开,消除了传统超结RC-IGBT正向导通时存在的折回现象。与传统超结RC-IGBT结构相比,在导通电流密度为100 A/cm
2
时新结构的正向导通压降减少了20.9%,反向导通压降减少了20.7%,在相同正向导通压降(1.55 V)下新结构的关断损耗降低了19.9%。
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2022年第22卷第9期 pp. 090401
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60
Co γ射线对增强型GaN HEMT直流特性的影响
邱一武;吴伟林;颜元凯;周昕杰;黄伟
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0705
摘要
(
212
)
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(1510KB)(
208
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可视化
利用
60
Co γ射线对P型栅增强型氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)开展零偏置状态下总剂量辐射试验及常温退火试验,测试GaN HEMT直流特性参数对总剂量效应(TID)的响应规律。试验结果表明,γ射线辐照后器件阈值电压、跨导峰值和饱和漏极电流发生不同程度的退化,而栅泄露电流和导通电阻变化甚微。在剂量为0.6 Mrad(Si)的条件下,经过120 h的退火试验,器件阈值电压未发生明显的恢复,跨导峰值反而有轻微退化的趋势。从试验数据可知,器件直流特性退化主要是由于辐照引起二维电子气(2DEG)浓度下降,载流子迁移率降低,感生界面态陷阱导致。研究结果对GaN HEMT器件宇航应用可靠性的评估给予了有益参考。
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2022年第22卷第7期 pp. 070401
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纳米器件单粒子瞬态仿真研究
*
殷亚楠;王玧真;邱一武;周昕杰;郭刚
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0713
摘要
(
198
)
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(1728KB)(
110
)
可视化
利用计算机辅助设计软件,研究了不同条件下28 nm体硅器件的单粒子瞬态(Single Event Transient,SET)效应,分析了不同器件间距、线性能量转移值和粒子入射角度对器件SET效应的影响。随着器件漏极间距的减小,SET脉冲幅度和脉冲宽度随之减小。与垂直入射的情况相比,倾角入射下SET脉冲幅度和宽度的减小程度更加明显,电荷共享效应更加显著。仿真结果表明,合理调节反相器相异节点的器件间距,利用器件间的电荷共享可以有效减弱重离子产生的SET脉冲,减少单粒子效应的反应截面。
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2022年第22卷第7期 pp. 070404
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基于衬底材料优化的抗辐射功率器件SEB加固技术
徐政;郑若成;吴素贞;徐海铭;廖远宝;唐新宇
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0027
摘要
(
197
)
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(1360KB)(
127
)
可视化
在外延层和衬底之间增加缓冲层能够提高器件的二次击穿电压,从而提高器件的单粒子烧毁(SEB)阈值电压。仿真对比了抗辐射加固纵向扩散金属氧化物场效应管(VDMOS)的单层缓冲层和掺杂线性梯度变化缓冲层的二次击穿特性和电场分布。在掺杂突变的缓冲层/N
+
衬底界面位置,线性缓冲层的电场为1.7×10
5
V/cm,单层缓冲层的电场为2.4×10
5
V/cm。
181
Ta粒子辐射试验验证了掺杂线性梯度变化缓冲层的SEB阈值电压优于单层缓冲层,线性缓冲层样品的SEB阈值电压大于250V,单层缓冲层样品的SEB阈值电压为150~200V。
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2023年第23卷第4期 pp. 040402
Select
基于薄外延的ESD结构设计
李晓蓉;吴建东;高国平
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0815
摘要
(
170
)
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(1784KB)(
147
)
可视化
采用薄外延圆片能有效提升抗辐射芯片的抗单粒子闩锁能力,但实测发现栅极接地MOS(GGMOS)结构在薄外延圆片下静电放电(ESD)性能衰减明显。对其衰减机理进行分析,设计了电源钳位ESD结构,对其进行了完整的ESD性能仿真,分析并优化了芯片ESD保护网络,实测结果表明ESD性能满足4 kV设计需求。
参考文献
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2022年第22卷第8期 pp. 080403
Select
一种用于生产的GaN HEMT器件空气桥的设计
石浩,王雯洁,付登源,梁宗文,王溯源,张良,章军云
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0120
摘要
(
169
)
PDF
(983KB)(
66
)
可视化
为了解决当前GaN HEMT器件空气桥起桥角度、桥胶高度不稳定且易受后续步骤影响导致桥胶坍塌的问题,通过分别改变光刻胶定型桥的烘胶温度、烘胶时间以及曝光过程中的曝光焦距,观察不同条件下光刻胶定型桥桥胶的形貌和参数,选择最优的光刻胶定型桥的制作方法。并将最优烘胶温度、最优烘胶时间以及最优曝光条件整合,设计了一种适用于生产的拱形空气桥制作方法,得到了具有良好拱形且表面光滑的高质量、稳定且适合生产的空气桥。
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2023年第23卷第9期 pp. 090403
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自热效应下P-GaN HEMT的阈值漂移机理
*
匡维哲;周琦;陈佳瑞;杨凯;张波
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0805
摘要
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166
)
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(2042KB)(
125
)
可视化
随着GaN功率应用朝着更高集成度与更高功率密度的方向发展,器件的自热效应及可靠性问题将变得更加严重。提出了一种开态漏极电流注入技术,模拟器件自热状态用以研究100 V P-GaN HEMT器件在自热效应下的可靠性问题。研究结果表明,应力中器件自热温度可达40~150 ℃,阈值电压在应力后发生0.2~0.8 V的显著正向漂移。进一步通过室温与高温下的器件恢复研究以及电热仿真分析,证明了栅下区域与栅漏接入区域的高温极值点增强了该区域的受主型电子陷阱俘获行为并改变了栅极处载流子输运,这是导致P-GaN HEMT在自热效应下阈值电压不稳定性的主要原因,并建立了相对应的物理机理模型。
参考文献
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2022年第22卷第8期 pp. 080401
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深紫外光刻工艺的环境控制
范钦文,顾爱军
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0145
摘要
(
144
)
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(1856KB)(
72
)
可视化
从室外环境、净化厂房环境和深紫外光刻机设备内部的微环境3个层面,梳理空气颗粒污染物、空气分子污染物和振动等工艺环境问题的来源,构建深紫外光刻工艺环境模型。分析准分子激光器、光路、上版系统、传片系统和主工作台等深紫外光刻机主要部件在工艺环境控制方面的特殊要求。研究深紫外光刻工艺使用的化学放大光刻胶的工作机理,分析空气分子污染物对光刻胶乃至整个光刻工艺的影响。研究空气颗粒污染物、空气分子污染物和振动有关的技术标准和控制等级要求。提炼、总结深紫外光刻工艺环境控制方案,从3个层面逐级开展空气颗粒污染物控制、空气分子污染物控制、温湿度控制和防微振工作。
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2023年第23卷第11期 pp. 110401
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辐照源对LVMOS器件总剂量辐射电离特性的影响
*
陶伟;刘国柱;宋思德;魏轶聃;赵伟
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0715
摘要
(
143
)
PDF
(1359KB)(
133
)
可视化
基于0.18 μm CMOS工艺,采用浅槽隔离(STI)注入法对1.8 V LVNMOS器件进行总剂量加固,并对比分析了
60
Co(315 keV)与X射线(40 keV)辐照源对LVNMOS器件总剂量特性的影响。研究结果表明,在相同偏置条件下,
60
Co与X射线两种辐照源对MOS器件的辐射电离效应具有一定的差异性,前者同时具有康普顿效应和光电效应,后者是光电效应,主要是光子与内层电子作用。由LVNMOS总剂量辐照特性推测,X射线辐照源引起LVNMOS周围环境的SiO
2
层中产生的电子与空穴高于
60
Co。
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2022年第22卷第7期 pp. 070405
Select
微波组件幅相特性影响因素分析
肖晖;脱英英;吕英飞;罗建强
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0912
摘要
(
133
)
PDF
(1841KB)(
145
)
可视化
以移相模块为例仿真分析电路基板的材料参数和微组装工艺参数对微波组件幅相特性的影响。其中基板的介电常数变化对组件相位的影响极大,对损耗的影响可忽略;介质损耗角正切和金属表面粗糙度变化对传输损耗的影响较大,对组件相位影响可忽略。级联金丝弧高和跨距变化对信号幅度和相位的影响均较大。为保障微波组件的幅相一致性,应提高基板材料参数和微组装工艺参数的一致性。同时为提高组件性能,级联金丝的弧高应小于0.20 mm,金丝跨距应小于0.30 mm。
参考文献
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2022年第22卷第9期 pp. 090402
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基于加速寿命试验的磁耦隔离器耐压寿命评价方法
曹玉翠, 李泽田, 胡林江, 张峰
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1006
摘要
(
131
)
PDF
(944KB)(
207
)
可视化
为解决磁耦隔离器耐压寿命评估的实际需求,研究了适用于磁耦隔离器的加速寿命试验与寿命评估方法。研究了影响磁耦隔离器耐压寿命的关键因素,分析加速寿命试验的可行性与加速模型的选取。合理设计加速寿命试验方案中的应力类型、应力水平、截尾时间等,并按照设计的试验电路方案进行试验。利用采集到的试验数据,结合加速模型推出电压-寿命之间的关系,实现磁耦隔离器耐压寿命的评估和可靠性评价。
参考文献
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2022年第22卷第10期 pp. 100403
Select
一种部分超结型薄层SOI LIGBT器件的研究
*
周淼, 汤亮, 何逸涛, 陈辰, 周锌
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.0915
摘要
(
126
)
PDF
(2076KB)(
86
)
可视化
基于介质场增强(ENDIF)理论,提出了一种部分超结型薄硅层SOI横向绝缘栅双极型晶体管(PSJ SOI LIGBT)。分析了漂移区注入剂量和超结区域位置对器件耐压性能的影响,并在工艺流程中结合线性变掺杂技术和超结技术,使该器件实现了高垂直方向耐压和低导通电阻。测试结果表明,该器件的耐压达到816 V,比导通电阻仅为12.5 Ω?mm
2
。
参考文献
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多维度评价
2022年第22卷第9期 pp. 090403
Select
基于分形结构的天线设计及天线-芯片一体化射频组件制造工艺
王刚, 赵心然, 尹宇航, 夏晨辉, 周超杰, 袁渊, 王成迁
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0138
摘要
(
121
)
PDF
(2538KB)(
82
)
可视化
实现了一种基于分形结构的天线-芯片一体化射频组件的设计与制造,设计了基于4阶Hilbert曲线的分形电感和基于2阶Sierpinski三角形的天线结构,有效提高了集成模组中的空间利用率,实现了电子器件的小型化。天线结构可以通过馈电位置的变化实现辐射频点可调,最多可实现36 GHz、50 GHz、70.6 GHz3个辐射频点,有助于实现灵活的应用场景。各辐射频点上的回波损耗大于25dB,最大辐射方向增益为11.93 dB。为了实现分形天线和射频芯片的一体化集成,设计和实现了天线-芯片一体化射频组件架构与12英寸晶圆级嵌入式基板工艺。与现有的射频组件集成工艺相比,利用光刻工艺实现了天线-芯片垂直高密度互连,同时改善了系统的射频性能。
参考文献
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2023年第23卷第8期 pp. 080402
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28 nm工艺触发器中能质子单粒子效应研究
高熠;陈瑶;吕伟;赵铭彤;王茂成
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0059
摘要
(
119
)
PDF
(848KB)(
46
)
可视化
基于采取不同加固措施的28 nm体硅CMOS工艺的触发器链,开展了中能质子对纳米级电路单粒子翻转(SEU)效应影响的研究。选取20 MeV、40 MeV、60 MeV以及100 MeV质子对电路进行辐照,得到相关的SEU截面,结果显示,随着入射质子能量的增加,SEU截面增加,并在60 MeV质子能量点附近达到饱和,翻转截面接近8×10
-14
cm
-2
/bit。对采取了不同加固方法的触发器链的试验数据进行分析对比,可以看到,单独的版图加固措施只能稍微降低翻转率;DICE结构可以将翻转截面降低一个数量级,电路面积增加一倍左右;时间冗余延迟+DICE的方法基本可以使电路不发生翻转,但电路面积大大增加且造成一定的延迟。
参考文献
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多维度评价
2023年第23卷第6期 pp. 060401
Select
SiC MOSFET栅极漏电流传输机制研究
*
鹿存莉,谈威,季颖,赵琳娜,顾晓峰
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0121
摘要
(
103
)
PDF
(1221KB)(
147
)
可视化
通过拟合变温电流-电压试验数据,研究了SiCMOSFET的正向和反向栅极漏电流传输机制。1)正向和反向高偏压下的栅电流由FN(Fowler-Nordheim)隧穿机制主导,得到SiC/SiO
2
界面的电子势垒高度范围分别为2.58~2.69 eV和3.02~3.26 eV。2)正向高偏压下,栅电流随温度的升高而逐渐增大的原因可解释为,当温度升高时原子围绕其平衡点做随机运动,即鞍点的高度开始波动,由于FN隧穿模型中电流密度和势垒高度的指数关系,势垒高度降低时电流密度的增加趋势远大于势垒高度升高时电流密度的减少趋势,因此随着温度升高,栅电流逐渐增大,平均势垒高度降低。3)反向高偏压下,由于碰撞电离产生了大量的电子-空穴对,注入到结型场效应晶体管(JFET)区栅极氧化物中的空穴浓度增大,势垒高度进一步降低,因此反向高偏压下势垒高度随温度升高下降的速度更快。
参考文献
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多维度评价
2023年第23卷第9期 pp. 090404
Select
FBAR滤波器的底电极图形化工艺研究
倪烨;任秀娟;段英丽;张智欣;陈长娥;于海洋;孟腾飞
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0039
摘要
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101
)
PDF
(989KB)(
59
)
可视化
对薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器晶圆制造过程中的关键工艺——底电极图形化工艺进行了研究。通过优化光刻工艺中的焦面和曝光量,制作出了角度约为50°的胶图形;同时调整干法刻蚀设备的工艺参数,实现了角度为10.91°的底电极侧壁斜坡形貌结构,为FBAR滤波器的芯片制造工艺研究打下基础。
参考文献
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多维度评价
2023年第23卷第5期 pp. 050401
Select
光伏二极管应用可靠性建模与评价研究
张俊,程佳,林子群,徐延伸
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0122
摘要
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96
)
PDF
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44
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可视化
结合光伏二极管的应用环境,分析其工作寿命周期、应力分布和应用环境对光伏二极管的影响,建立了更为实际的应用可靠性模型。设计了针对性的加速应力试验,结合性能退化试验数据和失效阈值推定出伪失效寿命,根据伪失效寿命、分布假设和拟合优度检验评估了加速应力条件下的寿命分布参数。通过各应力适用的加速模型进行了试验应力和工作应力的折算,评估出光伏二极管应用的可靠性模型参数,完成了应用可靠性评价。该方法在传统评价方法的基础上引入了工作应力分布的权重因子,进一步完善了光伏二极管的应用可靠性模型,可为类似器件的可靠性评价提供技术参考。
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2023年第23卷第9期 pp. 090405
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GaN器件辐照效应与LDO电路的单粒子敏感点协同设计研究
*
朱峻岩;张优;王鹏;黄伟;张卫;邱一武;周昕杰
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2024.0010
摘要
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可视化
创新地开展p型栅GaN器件的单粒子辐照与建模研究,提取的单粒子激励电流首次被加载用于全GaN的低压差线性稳压器(LDO)稳压电路的单粒子设计中,获得了该电路单粒子敏感节点,最终得到该节点在重载状态与轻载状态时对应的单粒子瞬态(SET)响应分别为500 mV/60 ns,1210 mV/60 ns。上述研究建立起GaN器件-全GaN基电路的T-CAD/SPICE单粒子效应协同设计方法。
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2024年第24卷第1期 pp. 010404
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2~6 GHz小型化、高效率GaN功率放大器
刘健,张长城,崔朝探,李天赐,杜鹏搏,曲韩宾
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0119
摘要
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可视化
基于GaN功率放大器小型化、轻薄化的发展趋势,选用陶瓷方形扁平无引脚(CQFN)管壳封装,设计了一种2~6 GHz宽频带、小尺寸、高效率的功率放大器,并阐述了设计方法和研制过程。随着器件功率密度的不断升高,散热问题成为设计中不可忽略的因素,分别采用热仿真分析及红外热成像测试方法,得到功率放大器芯片的最高温度为198.61 ℃,能满足散热需求。功率放大器尺寸为7.0 mm×7.0 mm×1.2 mm,在连续波测试条件下,漏极电压为28 V,工作频带为2~6 GHz,饱和输出功率大于40.5 dBm,功率增益大于23 dB,功率附加效率大于35%,测试结果均满足实际需求。
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2023年第23卷第9期 pp. 090402
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65 nm工艺SRAM中能质子单粒子效应研究
陈锡鑫;殷亚楠;高熠;郭刚;陈启明
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0094
摘要
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88
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40
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可视化
基于一款带错误检测与纠正(EDAC)功能的65nm体硅CMOS SRAM,开展了中能质子对纳米级集成电路单粒子效应影响的研究。在SRAM本征工作模式和EDAC模式下,得到了2组试验结果。分析试验数据发现:在重离子与中能质子试验中,采用商用6T设计规则的电路均未发生单粒子闩锁现象,但都发生了单粒子多位翻转现象;质子单粒子效应引起的错误数已饱和,而重离子单粒子效应引起的错误数则随能量不断增加,该现象与2种粒子引起单粒子效应的机理有关。质子与重离子饱和截面的差异是由质子核反应的概率导致的,但空间错误率相近。此次试验很好地探索了中能质子对SRAM电路的影响,明确了质子与重离子导致单粒子错误的异同,为SRAM在航天上的应用奠定了基础。
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2023年第23卷第7期 pp. 070403
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光电晶体管反向击穿特性研究
陈慧蓉;孔德成;张明;彭时秋
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0062
摘要
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54
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可视化
由于特殊的应用场景,光电晶体管与普通晶体管在性能参数和结构设计上存在较大差异,在器件设计时需要兼顾各项参数的影响。通过理论及仿真计算结合实验流片,归纳出工艺过程中影响NPN光电晶体管反向击穿的几种因素,包括掺杂浓度、结深以及放大倍数等,进而提出了可以提升光电晶体管耐压的工艺改进措施,实现了发射极反向击穿电压提高约20%,集电极-发射极反向击穿电压超过400 V。
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2023年第23卷第6期 pp. 060402
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基于HTCC的200 Gbit/s光调制器外壳的研制
胡进;颜汇锃;陈寰贝
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0090
摘要
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可视化
研制了一款基于高温共烧陶瓷(HTCC)工艺的光调制器外壳,通过高速端口实现信号的传输。端口的设计采用共面波导结构的水平传输和类同轴结构的垂直传输,并分析高速信号传输通道的等效电路和在频域上的仿真,实现端口的阻抗匹配,在保证信号完整性的前提下端口可以实现单通道28Gbit/s的高速信号传输。将相同条件下的差分过孔结构与类同轴结构在频域和时域下展开分析,验证了类同轴结构可以更有效地保证信号完整性。将探针测试与背靠背结构相结合的方式对样品进行测试,验证了高速端口可以在保证信号完整性的前提下实现单通道28Gbit/s的高速信号传输速率。将该结构应用在8通道的光调制器外壳上,可以支持200Gbit/s以上的高速信号传输。
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2023年第23卷第7期 pp. 070402
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基于微纳科研平台工艺验证的微米级标准CMOS关键工艺仿真
王峥杰;徐丽萍;凌天宇;瞿敏妮;权雪玲;乌李瑛;程秀兰
DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2023.0087
摘要
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基于微纳科研平台工艺验证的微米级CMOS标准工艺,采用TCAD仿真了场注入、沟道调节注入、衬底偏置电压以及接触金属类型对MOSFET器件性能的影响,进而对CMOS工艺中的器件关键工艺进行优化设计,为科研平台微纳工艺流片提供指导。仿真结果表明,N+场注入能量大于60 keV时对PMOS的阈值电压影响显著,P+场注入能量在30~50 keV时对NMOS阈值电压影响显著;PMOS沟道调节的剂量影响器件的电流开关比和亚阈值摆幅,其剂量不应超过2.1×10
12
cm
-2
;场注入剂量在10
13
cm
-2
时,硅局部氧化(LOCOS)隔离特性达到最优,此时LOCOS的击穿电压为32.5 V;当钛夹层的厚度为120 nm时,可将铝与衬底接触电阻的数量级从10
2
降低至10
1
。
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2023年第23卷第7期 pp. 070401
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