中国电子科技集团公司第十三研究所高韧性陶瓷材料及其制备方法获美国专利

中国电子科技集团公司第十三研究所高韧性陶瓷材料及其制备方法研究成果,获得美国国际发明专利授权。中国电子科技集团公司第十三研究所持续开展外壳领域的核心技术研发工作,通过持续研发、优化对高性能陶瓷材料配方研究,研发出一整套制备工艺方法,

中国电子科技集团公司第十三研究所激光器产品推介

中国电子科技集团公司第十三研究所研发生产半导体激光器、固态激光器和光纤激光器三大系列激光器。半导体激光器以高功率为主要特点,在800-1064nm近红外波段,连续功率达到3000W,脉冲功率达到5000W,

中国电子科技集团公司研制出石墨烯低噪声放大器单片集成电路

日前,中国电子科技集团公司第十三研究所在石墨烯射频领域取得里程碑式的成果,在石墨烯放大器单片电路设计和电路关键工艺上取得突破,成功研制出石墨烯低噪声放大器单片集成电路（成果发表于IEEE Electron Dev.Lett.,37,2016）。该电路工作于Ku波段,中心频率14.3 GHz,最大增益为3.4 d B,最小噪声系数为6.2 d B。此项工作对加速推动石墨烯在射频领域的应用具有里程碑式的意义。

中国电子科技集团公司研制出石墨烯低噪声放大器单片集成电路

日前,中国电子科技集团公司第十三研究所在石墨烯射频领域取得里程碑式的成果,在石墨烯放大器单片电路设计和电路关键工艺上取得突破,成功研制出石墨烯低噪声放大器单片集成电路（成果发表于IEEE Electron Dev.Lett.,37,2016）。该电路工作于Ku波段,中心频率14.3 GHz,最大增益为3.4 d B,最小噪声系数为6.2 d B。

光电子技术在信息通信领域的应用与前景研究

随着科技的飞速发展,光电子技术已经在信息通信领域体现出重要的应用价值和潜力。本研究通过详细阐述光电子技术的基本原理及其在信息通信中的主要应用,比如在光通信、图像处理、光存储、传感器等方面,揭示了光电子技术对信息通信的重要贡献。研究发现,利用光电子技术,不仅可以实现高速、高容量的数据传输,同时也可以提高系统的稳定性,降低能耗。然而,光电子技术在信息通信领域的应用还面临一些挑战,例如技术复杂性以及可靠性问题。本研究提出一些潜在的解决方案,如发展新的材料和设备,优化系统结构,及加强相关领域的研究等,以推动光电子技术在信息通信领域的进一步发展。

PCM设备电流参数在片校准方法研究

针对PCM设备电流参数无法在探针端进行在片校准问题,提出了一种电流参数在片校准方法。利用半导体工艺中薄膜溅射法、离子注入法,研制在片取样电阻标准件,通过组建有温度控制的定标系统对标准件进行定标,测量结果可溯源至直流电阻参数国家最高基准。PCM设备对在片取样电阻标准件施加电压,并联标准电压表,通过加压测流的方法实现对电流参数1 nA~100 mA的在片校准,有效解决了PCM设备电流参数在片校准问题,保障了该设备电流参数在探针端的准确性。

Ga-N熔体热力学性质及钠助熔剂法制备GaN单晶的研究进展

作为第三代半导体的关键材料之一,Ⅲ族氮化物在过去几十年中因其应用于光电子和微电子器件而得到了广泛的研究,如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)。Na助熔剂法已成为生长高质量GaN晶体的重要技术之一。综述和讨论了Na助熔剂法GaN结晶的发展历程与最新技术,包括Ga-N的结晶热力学性质、熔体结构、助熔剂选择、单点籽晶技术、多点籽晶技术、孔隙与位错控制、形貌演化与生长条件优化等。最后,对比其他体GaN技术,展望了Na助熔剂法的挑战与机遇。

SOI高压LDMOS器件氧化层抗总电离剂量辐射效应研究

绝缘体上硅(SOI)高压横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件是高压集成电路的核心器件,对其进行了总电离剂量(TID)辐射效应研究。利用仿真软件研究了器件栅氧化层、场氧化层和埋氧化层辐射陷阱电荷对电场和载流子分布的调制作用,栅氧化层辐射陷阱电荷主要作用于器件沟道区,而场氧化层和埋氧化层辐射陷阱电荷则主要作用于器件漂移区;辐射陷阱电荷在器件内部感生出的镜像电荷改变了器件原有的电场和载流子分布,从而导致器件阈值电压、击穿电压和导通电阻等参数的退化。对80 V SOI高压LDMOS器件进行了总电离剂量辐射实验,结果表明在ON态和OFF态下随着辐射剂量的增加器件性能逐步衰退,当累积辐射剂量为200 krad(Si)时,器件的击穿电压大于80 V,阈值电压漂移为0.3 V,器件抗总电离剂量辐射能力大于200 krad(Si)。

深硅刻蚀晶圆位置偏移分析与研究

晶圆位置偏移过大是导致深硅刻蚀设备发生传片报警问题的主要原因之一,尤其是在采用静电卡盘的设备中。阐述了晶圆位置发生偏移原因,重点研究了解吸附配方、顶针驱动和片间清洗方案。研究表明,静电吸盘的表面聚合物残留是导致静电释放不充分的主要因素,表面聚合物的清除有助于优化晶圆位置偏移。电动三针在固有残留静电力的情况下,通过缓慢连续升针方案缓解了跳片现象。优化片间清洗方案大幅减小表面聚合物残留。实验结果表明:优化后的解吸附配方为工艺时长90 s、电极功率1000 W、气压20 mTorr(1 mTorr≈0.133 Pa)、氩气体积流量250 mL/min,电动三针接触晶圆前、接触中、脱离静电吸盘后的升针速度分别为3、2和6 mm/s,在上述工艺条件下,通过进一步优化片间清洗方案,使得晶圆位置偏移量从初始的2~6 mm降至0.2 mm以内。

内置温控多模耦合半导体激光器研究

随着半导体激光光源在通信、探测等领域应用的不断扩展,常规多模半导体光纤耦合模块功率温度特性不能满足使用需求,因此有必要研制高稳定性多模耦合半导体激光器。研制了一种内置温控的多模耦合半导体激光器。针对器件的封装耦合进行了光纤耦合设计和散热设计,并对制作的器件的光电参数进行了测试,重点测试了宽温范围内的输出功率与功率变化率。测试结果表明:光纤芯径为105μm、数值孔径(NA)为0.22时,室温下光纤输出功率大于3.1 W,耦合效率达到94%以上;在温度范围-45~70℃内,典型温度点下输出功率变化率低于1%。该内置温控多模耦合半导体激光器的研制为半导体激光器在泵浦领域的进一步应用提供了技术参考。

T/R组件过激励试验可靠性与失效机理研究

T/R组件作为通信系统的核心部件,在运行环境下其接收通道经常面临外界大功率强扰动信号。外界大功率强扰动信号是影响T/R组件可靠性的重要因素,鉴于此本文搭建T/R组件过激励测试试验平台,对T/R组件接收通道进行过激励试验,并借助金相显微镜及聚焦离子束等失效分析技术对试验后T/R组件开展失效分析研究。依据试验结果,确定了组件中接收通道在过激励下的失效部位、失效模式及失效机理,检验了典型T/R组件的抗扰动、耐功率、抗烧毁能力,为T/R组件的耐功率、抗烧毁设计提供借鉴和指导。

热阴极离子规阴极灯丝断裂机理研究

介绍热阴极离子规的工作原理及组成结构,从热阴极灯丝变细、材料缺陷和工艺缺陷3方面分析离子规阴极灯丝断裂机理,根据断裂机理提出使用过程中的一些建议,以便延长使用寿命。

直流磁控溅射系统研究及其维护

通过介绍磁控溅射镀膜系统的原理,分析了磁控溅射系统在溅射镀膜的过程中遇到的沉积速率、沉积均匀性、常见故障等方面的问题,对沉积速率和沉积均匀性的影响因素进行了具体地研究;同时描述了设备在使用过程中经常遇到的一些故障,对这些故障发生的原因进行了详细地分析,根据原因分析给出了故障的具体解决方法;最后,对磁控溅射系统在日常使用过程中的保养和维护方面提出了一些建议。注重日常的保养和维护可大大降低设备的故障率。

电子元器件金铝键合失效分析研究

金铝键合失效是电子元器件常见的失效模式之一。对某型号射频芯片和检波器两例产品开展了失效分析研究。结果表明,一例失效产品出现了键合丝脱落的情况,一例失效产品出现了键合拉力几乎为零的情况,这是由于铝焊盘与金键合丝之间形成了金铝间化合物,金铝间化合物电阻率较高,使得键合强度降低或键合脱开,最终导致产品失效。研究了金铝化合物的失效机理,借助扫描电子显微镜对金铝化合物形貌及元素进行了分析,最后对金铝化合物所导致的失效提出了预防和改进措施,对于提高电子元器件的可靠性具有一定的借鉴意义。

高掺杂低位错p型GaN材料生长研究

对采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在SiC衬底上生长的p型GaN材料进行了研究。p型GaN材料通常采用Mg掺杂来实现,但Mg有效掺杂量的增加会导致材料的空穴浓度提高,表面粗糙度变大、位错密度增加。采用Delta掺杂方式,在Cp_(2)Mg通入量一定的情况下,通过对温度、压力以及Delta掺杂过程中TMGa通入时间的调控实现了对p型GaN材料掺杂浓度与表面粗糙度和位错密度之间的平衡优化。结果显示,生长温度1150℃、生长压力400 mbar(1 mbar=100 Pa)、TMGa通入时间40 s的样品均方根表面粗糙度为0.643 nm,(002)晶面半高宽(FWHM)为176.8 arcsec,空穴迁移率为11.8 cm^(2)/(V·s),空穴浓度为1.02×10^(18)cm^(-3),实现了电学性能与晶体质量的平衡。

6英寸碳化硅外延片小坑缺陷研究

随着碳化硅(SiC)功率器件在新能源汽车、光伏产业、高压输电和智能充电桩等下游领域需求的爆发式增长,对高质量、低缺陷密度SiC外延材料提出了迫切需求。有研究表明,小坑缺陷可能引起器件漏电流增大,影响SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)栅氧可靠性,因此对外延材料小坑缺陷的研究成为热点之一。采用单片水平式SiC外延设备,在6英寸(1英寸=2.54 cm)偏4°SiC衬底上生长4H-SiC外延层,系统研究了外延工艺对小坑缺陷的影响。采用表面缺陷测试仪对外延层小坑缺陷形貌和数量进行表征,利用表面缺陷测试仪的同步定位系统研究了小坑缺陷的起源与形成机理。研究结果表明,通过优化碳硅比和生长温度,有效降低了4H-SiC外延层小坑缺陷密度,小坑缺陷密度可控制在25 cm^(-2)以下,实现了低缺陷密度的高质量外延材料生长。

金刚石单晶中的位错及其对器件影响的研究进展

金刚石是超宽禁带半导体材料的代表之一,具有禁带宽度大、热导率高、载流子迁移率高、电子饱和漂移速度快、抗辐射性能好等优异性质,在功率器件、量子信息、辐射探测等高科技领域的应用越来越广泛。然而,与其他成熟的半导体材料如Si的零位错、SiC的螺位错(TSD)低于10^(2)cm^(-2)相比,金刚石单晶的位错密度处于10^(3)~10^(8)cm^(-2),这是其器件性能未能充分发挥的原因之一。研究位错机理和降低位错也是现阶段金刚石研究的热点之一。本文汇总分析了金刚石单晶中位错的主要类型和位错产生原因,重点讨论了金刚石位错的表征技术、位错密度降低方法以及位错的存在对不同器件性能的影响,最后总结了金刚石当前所面临的机遇和挑战,并展望了金刚石未来发展方向。

SiC功率模块用氮化硅陶瓷AMB覆铜基板的研究进展

国内新能源汽车领域对SiC功率模块的高压、大功率和高可靠的要求,为氮化硅陶瓷活性金属焊接(AMB)覆铜基板的大规模应用提供了支撑。从氮化硅陶瓷AMB覆铜基板制备工艺流程入手,重点介绍国内氮化硅陶瓷AMB覆铜基板的研究现状。综述了氮化硅陶瓷基板的国内外研究进展,并总结了提升氮化硅陶瓷基板热导率和强度的主要方法。汇总了氮化硅陶瓷AMB覆铜用活性焊料的类型、作用机理和应用方法。阐述了获得低空洞率氮化硅陶瓷AMB覆铜基板的钎焊方法。简述了氮化硅陶瓷AMB覆铜基板刻蚀的工艺流程。从镀液选择、镀覆时间、镀液温度等方面,详细论述了氮化硅陶瓷AMB覆铜基板在镀覆工艺中的注意事项。最后指出了国内氮化硅陶瓷AMB覆铜基板在材料性能和生产工艺上的不足,并展望了未来氮化硅陶瓷AMB覆铜基板的研究及发展方向。

SiC功率模块封装材料的研究进展

随着SiC功率模块的高频高速、高压大电流、高温、高散热和高可靠发展趋势,基于封装结构和封装材料的SiC功率模块封装技术也在不断地更新换代。与封装结构相比,SiC功率模块封装材料的相关研究报道较少。该文从封装材料角度出发,综述近年来陶瓷覆铜基板、散热底板、黏结材料、互连材料及灌封材料的研究进展,同时引出相关封装材料的研究重点,以满足SiC功率模块的应用需求。

多通道微波组件接插件及基板焊接技术研究

介绍了一种多通道微波组件接插件及基板一体化焊接的技术。通过焊接工装设计、焊接温度和真空控制、多通道接插件焊接短路及电路板焊接压力控制等问题的解决,实现了微波组件一体化自动焊接。得到的电路板单位面积压力控制为0.87 gf/cm^(2)(1 gf≈0.0098 N),关键的回流焊温度曲线控制参数为最高焊接温度及时间,控制范围分别为235~240℃和90~120 s。此焊接方法解决了多通道微波组件中不同种类且较多数量器件同时焊接时采用传统手工焊接方式难度大的问题,避免了在焊接过程中出现二次熔融问题。一体化焊接的方法在满足接插件及基板焊接要求的同时,提高了装配一致性及可靠性,且提高了生产效率。此方法可推广应用于同类型的多通道复杂组件的接插件及基板的一体化焊接。