宽禁带半导体功率器件

阐述了宽禁带半导体的主要特性与ＳｉＣ、金刚石等主要宽禁带半导体功率器件的最新发展动态及其存在的主要问题,并对其未来的发展作出展望。     

宽禁带半导体金刚石材料与功率器件

本文介绍宽禁带半导体金刚石材料的结构、物理特性、器件结构和制备工艺，并根据材料的特性参数，给出金刚石功率器件频率与功率性能预测，与Ｓｉ，ＧａＡｓ等材料进行了比较。最后指出金刚石半导体器件实用研究作方向。     

X波段大栅宽高输出功率AlGaN/GaN HEMT的研究

利用MOCVD技术研制了国产SiC衬底的GaN HEMT外延材料,方块电阻小于260 Ω/□,迁移率最大值达到2 130 cm2V-1s-1,方块电阻和迁移率不均匀性小于3%,采用新的器件栅结构和高应力SiN钝化技术,降低了大栅宽器件栅泄漏电流,提高了工作电压.研制的总栅宽为25.3 mm的四胞内匹配器件X波段输出功率达到141.25 W,线性增益大于12 dB,PAE达到41.4%.     

用于微波功率器件的层级式片上功率合成技术

提出了一个包含版图分布参数和引线寄生参数在内的微波功率HBT的宏模型,建立了通过微波仿真进行器件结构优化的技术方法.基于以上模型和方法,较为全面地评估了实际器件中各寄生参数对器件输出功率的影响,继而提出了片上功率合成的层级式技术方案.数值计算指出,采用该方案,在相同版图面积并且器件的线性度等关键性指标得到保证的情况下,可有效地提高SiGe HBT的功率容量.     

1mm SiC多指栅微波功率器件

研制了4H-SiC MESFET 1mm多栅器件.通过对SiC关键工艺技术进行研究,设计出初步可行的工艺流程,并且制作出单栅宽100μm,总栅宽1mm,栅长0.8μm的n沟道4H-SiC MESFET,其微波特性测试结果为:在2GHz,Vds=30V时,最大输出功率为1.14W,相应增益为4.58dB,功率附加效率为19%,漏极效率为28.7%.     

C波段大栅宽GaAs MESFET的研制

采用高质量的 MBE材料 ,成功地制作了单胞栅宽 2 0 mm的芯片。用栅与 n+凹槽自对准和辅助侧墙工艺制作了栅长 0 .45 μm的 Ti Pt Au栅 ,欧姆接触采用 Au Ge Ni合金工艺 ,采用 PECVD Si N钝化 ,空气桥结构及芯片减薄 Via-Hole工艺。经内匹配得到了单胞芯片 3.7～ 4.2 GHz下 Po≥ 7.3W,Gp≥ 8d B,ηadd>2 5 % ;4胞合成器件 Po≥ 2 5 W,Gp>7d B,ηadd>2 5 %的良好结果。     

宽禁带半导体SiC功率器件发展现状及展望

碳化硅(SiC)是第三代半导体材料的典型代表,也是目前晶体生长技术和器件制造水平最成熟、应用最广泛的宽禁带半导体材料之一,是高温、高频、抗辐照、大功率应用场合下极为理想的半导体材料.文章结合美国国防先进研究计划局DARPA的高功率电子器件应用宽禁带技术HPE项目的发展,介绍了SiC功率器件的最新进展及其面临的挑战和发展前景.同时对我国宽禁带半导体SiC器件的研究现状及未来的发展方向做了概述与展望.     

功率集成电路TID加固环栅器件研究现状综述

总结了标准工艺下功率集成电路中总剂量辐射(TID)加固环栅MOS器件与环栅功率器件的研究现状,归纳了不同结构形态的环栅器件的性能优劣,推荐8字形环栅MOS器件、华夫饼功率器件及回字形LDMOS器件结构用于功率集成电路的TID加固设计。同时,阐述了现有环栅MOS器件等效W/L的建模情况,提出保角变换是环栅MOS器件等效W/L精确建模的重要方法,最后还给出了环栅器件建库的基本流程。     

微波功率器件大信号S参数的提取

介绍了微波有源器件大信号模型的计算机模拟技术和利用商品化软件ＨＰ ＭＤＳ提取大信号Ｓ参数的方法。     

一种高频高压双极性功率器件的研究

针对常规双极功率晶体管（ＢＰＴ）中存在的高频、高电流增益和高ＣＥ击穿电压间的固有矛盾，本文基于Ｋｏｎｄｏ提出的ＧＡＴ结构，利用刻槽淀积Ｐ＋多晶硅基区的新工艺，研制了一种高频高压双极性功率器件，并对该器件的基区电场屏蔽效应进行了解析研究，实验获得了预期的效果。     

GaAs微波功率FET的可靠性与功率特性的关系

采用射频最大饱和漏电流和射频击穿电压解释了影响GaAs微波功率FET功率特性的主要因素,GaAs FET栅漏间半导体表面负电荷的积累在引起器件电流偏移的同时还导致器件微波功率特性的退化,GaAs微波功率FET的可靠性和功率特性相互关联,高可靠的GaAs微波功率FET一定具有高性能的功率特性。在器件工艺中对表面态密度和陷阱能级密度严格控制是实现GaAs微波功率FET的高功率特性和高可靠性的关键。     

GaAs大功率器件内匹配技术研究

介绍了GaAs大功率器件内匹配技术的基本原理,包括匹配电路原理、内匹配元件的参数计算方法等.以C波段40 W大功率器件为例讲述了内匹配技术在GaAs功率器件设计中的应用.通过大信号建模获得大栅宽器件模型,通过ADS软件进行内匹配电路参数的优化计算.通过电路制作及调试,实现了大功率器件的性能.经测试,当器件Vds=9 V时,在5.2～5.8 GHz频段内,输出功率Po≥40 W,功率增益Gp≥9 dB.测量值和设计值基本吻合.     

一种基于肖特基二极管的大功率微波整流电路

为满足微波输能的大功率整流要求,提出了一种结合功分器和二极管阵列的整流电路,来提升微波整流电路的功率容量。该方法保持了较高整流效率,提升了整流电路的功率容量。根据需要调节功分器的分支数量,扩展了功率容量的覆盖范围。该电路结构紧凑,形式灵活,简捷高效。依此方法设计的整流电路,当输入功率在36dBm～42dBm时,均取得了大于60％的实测整流效率。在输入功率为41dBm时,整流效率达到了68％。电路的最高功率容量达到了43dBm 。     

某大型公交立体车库电动汽车充电桩配电设计探讨

首先对电动汽车充电桩配电设计的基本分类情况进行了总结研究,并结合当前大型公交充电的实际需要,制定了提升立体车库之中电动汽车充电桩配电设计质量的具体策略。该策略对于提升电动汽车充电桩配电设计综合质量,具有十分重要的意义。     

基于电场分布特性的环形栅器件SPICE模型研究

提出了一种新颖的、更加通用的环形栅器件版图等效宽度提取方法,用于解决目前商用SPICE模型中版图宽度提取方法不适用于环形栅器件这一问题．该方法基于环形栅中沟道电场分布特性,可用于提取多种形状环形栅版图宽度．提出了SPICE模型中模型参数的修改方法,使SPICE环形栅器件模型仿真更为精准．通过TCAD（计算机辅助设计）等多种仿真途径对该模型进行验证,结果表明该模型具有较高的精确度．     

GaAs HFET/PHEMT大信号建模分析

在分析GaAs HFET/PHEMT建模设计、在片校准和测试方法的基础上,提出了电荷守恒的EEHEMT1模型,通过Cold FET测量技术,采用在片测试技术,结合窄脉冲测试技术,提出了GaAsHFET/PHEMT器件EEHEMT1大信号模型,实验说明提出的大信号模型模拟结果与实例结果吻合得很好.     

GaAs HFET/PHEMT大信号建模分析

在分析GaAs HFET／PHEMT建模设计、在片校准和测试方法的基础上，提出了电荷守恒的EEHEMT1模型，通过Cold FET测量技术，采用在片测试技术，结合窄脉冲测试技术，提出了GaAs HFET／PHEMT器件EEHEMT1大信号模型，实验说明提出的大信号模型模拟结果与实例结果吻合得很好．     

低压配电台区线损异常及应对措施研究

电力在人们的生活和生产中都扮演着重要的角色,并且电力发展也成了当前人们研究的重要课题。在当前的电力部门中,低压配电建设仍然存在很多问题,这些都影响了我国电力企业的工作效率,影响了电力的正常使用。本文针对低压配电台区,分析其中出现的线损问题,并从计量装置异常问题入手,提出了有效的解决对策,希望能够实现对配电的有效利用,不断完善电力系统的使用效率。     

微波功率GaAs MESFET本征元件与偏置关系分析

提出了一种分析和了解微波功率 Ga As MESFET非线性效应的方法。主要是采用解析优化方法 ,提取 MESFET器件在不同偏置点下的本征元件 ,并结合器件的应用类型 ,对本征元件与偏置的关系进行了系统化的分析。分析的结论有助于提高微波功率 Ga As MESFET器件设计和应用的准确性     

金属栅薄膜全耗尽器件研究

实验并研究了采用金属栅工艺的全耗尽SOI MOS器件.采用LDD结构,以减小热载流子效应,防止漏击穿;采用突起的源漏区,以增加源漏区的厚度,并减小源漏区的串联电阻,以增强器件的电流驱动能力,降低寄生电阻,减小静态功耗.研究并分析了硅膜厚度对阈值电压和阈值电压漂移的影响,以及对本征栅电容和静态功耗的影响.与采用常规工艺的器件相比,提高了输出驱动电流,改善了器件的亚阈值特性,特别是在沟道掺杂浓度比较低的情况下,能得到非常合适的阈值电压.