半導體技術最新期刊目錄

光伏組件故障及檢測方法研究進展————作者：崔憲;石頡;孔令崧;

摘要：光伏系統的性能和可靠性對其廣泛應用至關重要，而高效的故障檢測技術是保障其長期穩定運行的核心環節。系統綜述了光伏組件的常見故障類型，包括電氣退化和不匹配、光學退化及非分類故障，分析了故障的成因及其對系統性能的影響。此外，總結了傳統檢測方法（如I-V曲線、紅外熱成像、電致發光等）及基于人工智能的新興方法（如深度學習與傳感器數據分析）。通過比較各方法的優缺點，指出傳統方法在檢測精度、實時性及復雜環境適應...

重離子導致的SOI SiGe HBT的SET數值模擬研究————作者：李府唐;郭剛;張崢;孫浩瀚;劉翠翠;史慧琳;歐陽曉平;

摘要：鍺硅異質結雙極晶體管（SiGe HBT）具有優異的低溫性能、抗總劑量效應和位移損傷能力，但是其對單粒子效應（SEE）較敏感。利用計算機輔助設計技術（TCAD）構建了SiGe HBT模型，研究了襯底類型、重離子入射位置、器件溫度和重離子線性能量轉移（LET）對SiGe HBT單粒子瞬態（SET）的影響。研究結果表明，集電/襯底結及其附近是器件的SET敏感區域，絕緣體上硅（SOI）工藝的引入有助于提高...

分步離心鑄造制備高效發光的CsPbX₃納米晶薄膜及其應用————作者：張銘軒;陳燃;王時茂;陶汝華;

摘要：銫鉛鹵化物鈣鈦礦(CsPbX₃)納米晶由于其優異的光學特性，在發光顯示領域展現出了廣闊的應用前景。但是在由CsPbX₃納米晶溶液制備固態熒光粉和薄膜的過程中由于配體的解吸附，存在納米晶光致發光量子產率（PLQY）大幅下降甚至超過50%的現象。在離心鑄造制備薄膜前引入低速離心工藝去除納米晶溶液中尺寸過大的納米晶，成功制備了3 μm厚的表面均勻無裂縫的CsP...

超寬禁帶半導體Ga₂O₃功率器件、紫外光電器件的新進展（續）————作者：趙正平;

摘要：在電動汽車等綠色能源應用和發展的帶動下，寬禁帶半導體材料SiC、GaN電力電子產業成為新一代產業的發展主流，而有可能成為下一代電力電子學發展的超寬禁帶半導體材料金剛石、Ga₂O₃和AlN已成為目前前瞻性的科研熱點，其中Ga₂O₃在這三種半導體材料中具有單晶尺寸發展最快、成本最低和功率二極管性能已接近工程化等特點...

室溫晶圓鍵合的金剛石基GaN HEMT制備與性能————作者：張棟曜;周幸葉;郭紅雨;余浩;呂元杰;馮志紅;

摘要：GaN作為第三代寬禁帶半導體材料,具有較大的自發極化系數和壓電系數,可承受高功率密度,適用于高頻、高溫、大功率器件。隨著GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）向小型化、大功率發展,散熱問題已成為制約GaN功率器件性能提升的重要因素。高熱導率(2 000 W·m^-1·K^-1)金剛石是一種極具競爭力的新型散熱材料,在解決大功率器件的散熱問題方面極具潛力。針對散...

“功率器件先進封裝與表征技術”專題征稿啟事

摘要：<正>功率器件是能源變換的核“芯”,其快速發展推動了能源革命。隨著我國“雙碳”目標的確立，對功率器件的功率密度提升、長期可靠性保障等提出了更高要求。因此，亟需新型封裝形式和技術以滿足不同應用需求，如新能源汽車主導的功率器件封裝變革，從傳統的平板散熱、針翅散熱、雙面散熱到單面直冷，再到近些年提出的印制電路板(PCB)嵌入式封裝，這些先進封裝技術均推動著功率器件的快速發展以及應用的多樣化，加速了學科和...

面向低電壓穿越工況的DFIG變流器IGBT結溫管理————作者：楊晨;樂應波;楊程;李偉邦;何鑫;崔昊楊;

摘要：低電壓穿越(LVRT)期間，電壓驟降會導致雙饋風電機組(DFIG)電流嚴重畸變，變流器中IGBT模塊的瞬時功耗急劇上升，器件過溫失效風險劇增。通過仿真實驗分析了LVRT工況下變流器的溫升特性，提出了一種結合硬件保護電路與開關頻率調節的結溫治理方法。引入投資回報比(ROI)作為開關頻率選取依據，平衡溫升與電流總諧波失真(THD)增長率。采用量子粒子群優化(QPSO)算法確定最優開關頻率，并與卸荷撬棍...

基于襯底臺階調控技術的高質量GaN生長————作者：高楠;房玉龍;王波;張志榮;尹甲運;韓穎;劉超;

摘要：GaN晶體質量提升對材料及器件性能優化至關重要。通過金屬有機物化學氣相沉積（MOCVD）在SiC襯底上對GaN晶體質量進行了實驗研究。對比了高溫H₂刻蝕與高溫HCl刻蝕對襯底臺階的影響，并對后續生長的AlN和GaN晶體質量進行了表征，發現增加襯底臺階寬度有助于降低半高寬（FWHM）。采用不同表面預處理條件進行材料生長，發現氨氣/三甲基鋁（NH₃/TMAl...

硅通孔互連結構熱-機械可靠性研究進展————作者：董子萱;倉冬青;趙繼聰;孫海燕;張凱虹;

摘要：高性能計算（HPC）和物聯網等新興領域的高速發展推動了封裝技術的進步，對更高集成度和更小型化電子設備的需求日益旺盛。傳統的2D封裝技術在滿足市場對芯片高性能和功能多樣化方面顯露出局限性，而2.5D封裝作為一項補充技術，已成為提升芯片性能和集成度的重要解決方案之一。因此，硅通孔（TSV）作為2.5D封裝中的核心組成部分，其互連結構的可靠性對2.5D封裝的性能和壽命有直接影響。以TSV的制作工藝及其潛...

強韌一體性Cu/Sn/Ag致密三維網絡狀接頭結構設計與制備————作者：張宏輝;徐紅艷;張煒;劉璇;

摘要：為滿足大功率電力電子器件耐高溫、高可靠性芯片焊接需求，解決Cu/Sn/Ag體系瞬態液相擴散焊接（TLPS）接頭脆性大、韌性不足、孔隙率高等問題，通過電鍍高純度Cu@Sn核殼結構復合粉末，物理氣相沉積鍍覆Ag層，研究了Sn鍍層厚度對接頭強度和孔隙率的影響、Ag鍍層厚度對TLPS接頭抗氧化性能和韌性的影響。結果表明，電鍍Sn層厚度為2～3 μm時接頭本體相孔隙率最低，抗拉強度達到86 MPa；Cu/S...

一種基于數字修調的高精度運算放大器————作者：張益翔;李文昌;阮為;賈晨強;張子歐;張天一;劉劍;

摘要：設計并實現了一款基于數字修調技術的高精度運算放大器，其整體電路包括偏置電路、放大器電路、數字修調電路以及靜電放電（ESD）保護電路。放大器的輸入差分對管工作在亞閾值區，偏置電流設計為正溫度系數(PTAT)電流，使得放大器輸入級具有恒跨導。提出了一種失調電壓修調結構，通過共模檢測模塊判斷產生失調的差分對管，并由熔絲陣列控制數模轉換模塊產生對應的補償電流，實現對差分對管電流的精確補償，并有效減小失調電...

柔性銅鋅錫硫硒薄膜太陽能電池研究進展————作者：花浩;孫孿鴻;趙宇;龐楚瀧;

摘要：銅鋅錫硫硒(Cu₂ZnSn（S，Se）₄，CZTSSe)具有組成元素豐富、環境友好和理論光電轉換效率高等優點，是一種具有大規模應用潛力的新型光伏材料。相比剛性襯底，柔性CZTSSe薄膜太陽能電池具有質輕和可彎折的獨特優勢，在光伏建筑一體化、柔性可穿戴設備等領域有廣闊的應用前景。從柔性襯底、殘余應力、制備方法、摻雜、界面工程等方面對柔性CZTSSe薄膜太陽...

SiC MOS電容氧化層界面缺陷鈍化效果分析方法————作者：胡燦博;劉俊哲;劉起蕊;尹志鵬;崔鵬飛;王德君;

摘要：SiC MOS器件的柵氧界面缺陷嚴重影響其性能。采用X射線光電子能譜（XPS）和二次離子質譜（SIMS）技術，識別了SiC MOS電容中的SiO_xC_y和C—C缺陷及其元素分布，并結合文獻數據確定了這些缺陷的能級位置，同時計算了其相應的時間常數。研究表明，這些缺陷的形成與氧元素缺乏密切相關，氧原子或離子因具有較強的穿透性，可有效消除這些缺陷。為優化樣品性能...

一種基于兩步式SAR ADC架構的智能溫度傳感器————作者：曹亦棟;陳雷;初飛;李建成;張健;李全利;

摘要：針對高速接口芯片的局部結溫監測問題，設計了一種基于兩步式逐次逼近型模數轉換器（SAR ADC）的片上智能溫度傳感器，該傳感器可配合上位機實現對全芯片溫度的實時監測，并輸出數字溫度碼。電路對橫向pnp三極管的基極-發射極電壓進行采樣，通過溫度監測模塊進行量化比較。電路采用了兩步式SAR ADC進行10 bit數字溫度碼的轉換輸出，兩步式SAR ADC通過調節電阻陣列實現粗量化，調節比較器輸入管陣列進...

可調諧MEMS-VCSEL微橋梁制備及其應力的影響————作者：朱魯江;孫玉潤;張琪;于淑珍;董建榮;

摘要：針對微電子機械系統（MEMS）的垂直腔面發射激光器（VCSEL）中靜電驅動微橋梁結構制備工藝開展研究，旨在制備平直的懸空微橋梁結構，并通過工藝優化提高其可靠性。利用干法刻蝕和濕法腐蝕相結合的方法刻蝕Ge犧牲層，這種方法既能夠防止濕法腐蝕橫向刻蝕過多，還可以提高Ge和底部電極Ti的刻蝕比。通過XeF₂氣體干法刻蝕去除剩余的Ge以釋放微橋梁結構，避免濕法腐蝕釋放造成的微橋梁結構與...

金-鋁鍵合界面空洞生長動力學研究————作者：陳柏雨;王波;可帥;黃偉;劉崗崗;潘開林;

摘要：為探究金-鋁鍵合界面處空洞的演化與焊盤厚度的關系，通過實驗、仿真模擬和理論分析相結合的方法對金絲和鋁焊盤鍵合點空洞的生長進行了研究。實驗結果表明，2～3 μm厚Al/0.5%Cu鋁焊盤上采用99.99%金絲鍵合的樣品在300 ℃下貯存24 h后，鍵合界面處產生的空洞數量與鋁焊盤厚度呈正相關關系，該結果與基于編程軟件的元胞自動機仿真預測結果高度一致。空洞的形成規律符合引入濃度梯度后的金屬擴散理論，即...

超寬禁帶半導體Ga₂O₃功率器件、紫外光電器件的新進展————作者：趙正平;

摘要：在電動汽車等綠色能源應用和發展的帶動下，寬禁帶半導體材料SiC、GaN電力電子產業成為新一代產業的發展主流，而有可能成為下一代電力電子學發展的超寬禁帶半導體材料金剛石、Ga₂O₃和AlN已成為目前前瞻性的科研熱點，其中Ga₂O₃在這三種半導體材料中具有單晶尺寸發展最快、成本最低和功率二極管性能已接近工程化等特點...

一種TTL電平控制的間接加熱式相變材料射頻開關————作者：劉宗岱;廖龍忠;趙慧豐;陳南庭;何慶國;

摘要：研制了一款晶體管-晶體管邏輯(TTL)電平控制的GeTe材料相變射頻開關芯片。該芯片采用間接加熱方式設計，使用高阻硅作為襯底材料、鎢金屬層作為間接加熱微結構、AlN材料作為阻擋層，以提高熱傳導效率，并使用CAD優化結構尺寸；選擇合適的電源控制芯片控制脈沖信號的幅度和寬度，將開啟和關斷脈沖分別降低到了3.3 V/500μs和5.0 V/100μs。測試結果表明，開關芯片的開關電阻比為1.86×10～...

基于改進YOLOv8網絡模型的芯片BGA缺陷檢測————作者：陳澍元;王鳴昕;趙嘉寧;蔣忠進;

摘要：為提高芯片球柵陣列(BGA)缺陷檢測的精度和效率，提出一種基于改進YOLOv8網絡模型的芯片BGA缺陷檢測方法。該方法以常規YOLOv8網絡模型為基礎，在骨干網絡中引入雙層路由注意力(BRA)機制，以增強模型捕捉長程依賴和復雜特征的能力；在檢測頭網絡中引入雙標簽分配策略，從而省略耗時的非極大值抑制(NMS)運算，以提高模型檢測速度；此外，引入Focaler-Wise IoU邊框回歸損失函數，以提高...

塑封SiC功率器件在高溫損耗功率下的熱應力和斷裂分析————作者：傅朝;王珺;

摘要：塑封SiC功率器件是新能源汽車電力電子技術的核心，其在高溫環境、高功率下工作的可靠性是關鍵問題。對具有頂部散熱結構的塑封SiC功率器件，考慮高溫環境下芯片的損耗功率，利用有限元分析(FEA)研究了熱應力分布，并采用虛擬裂紋閉合技術(VCCT)分析了塑封器件的界面斷裂問題。結果表明，塑封器件熱應力集中在芯片和焊料層界面，較薄的芯片和適當增厚的焊料層可有效降低界面的斷裂風險；當預裂紋長度超過100μm...

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