化合物半导体器件与集成电路 分为如下三个细分研究领域:
GaN基器件与集成电路
课题组是国内最早开展GaN 器件与电路研制的科研团队之一,在GaN材料生长与设计、器件物理与结构、可靠性研究等方面技术力量雄厚,承担了973、863、国家科技重大专项等数十项科研任务,在GaN微波器件和电路方面积累了丰富的研究成果,是国内化合物器件与电路研究领域的重要力量,在核心技术方面自主创新、保持特色;发表包括国际顶级会议CSMANTECH、IEDM等会议在内的文章超过200篇,申请GaN方面的专利超过150项,与国内多家半导体专业公司、大学、研究所建立了良好的合作关系。
课题组具备GaN基 HEMT、MISHEMT、SBD器件工艺技术开发、电路设计、测试封装、可靠性机理分析与表征等能力;具备L-W波段微波器件与电路的产品开发能力,具备1200V以下的电力电子器件及模块的开发能力。
代表成果:
1. “GaN基异质结功率器件表面态机理与调控”荣获2022年度中国电子学会“自然科学二等奖”
2. “GaN电子器件低界面态介质技术与系统”荣获2022年中国仪器仪表学会“技术发明奖二等奖”
3. “5G通信用GaN器件及芯片关键技术研究与产业化” 荣获2021年度中国电子学会“科技进步三等奖”
4. Improved Stability of GaN MIS-HEMT With 5-nm Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition SiN Gate Dielectric, IEEE Electron Device Letter Vol: 43, Issue: 9, Sep 2022.
5. Effective Suppression of Amorphous Ga2O and Related Deep Levels on the GaN Surface by High-Temperature Remote Plasma Pretreatments in GaN-Based Metal Insulator Semiconductor Electronic Devices,ACS Appl. Mater. Interfaces, vol. 15, no. 20, pp. 25058–25065, May 2023.
InP基器件与集成电路
课题组目前具备InP基HBT\HEMT\SBD 器件整套工艺能力以及电路设计开发能力,器件截止频率超过1THz,研制了多款低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、压控振荡器(VCO)、混频器(Mixer)以及肖特基二极管太赫兹检波器等芯片与模块。
代表成果:
1. A 35-GHz Bandwidth 30 GSa/s InP Track-and-Hold Amplifier using Enhanced fT-Doubler Technique,2022 IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs TCAS2, 2022, 69(11)
2.RF Performance Improvement of InP Frequency Divider by Using Enhanced fT-Double Technique, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 2022, 32(9)
3. Extrinsic equivalent circuit modeling of InP HEMTs based on full-wave electromagnetic simulation. Chinese Phys. B 31(4): 047303(2022)
4.An electromagnetic simulation assisted small signal modeling method for InP double-heterojunction bipolar transistors. Chinese Phys. B 31(6): 068502 (2022)
SiC电子器件与集成电路
宽禁带半导体SiC电子器件和电路研究方向主要围绕新型高功率、高温和高可靠SiC二极管和晶体管等电力电子器件和高温SiC CMOS集成电路的研制,包括SiC电力电子器件机理、MOS界面调控、特性分析及可靠性提升研究,以及高温SiC CMOS器件建模、电路设计和制备等研究工作。研究覆盖了SiC器件和电路的设计、关键工艺、测试分析及可靠性研究等全过程。
课题组具备SiC SBD\MOSFET\IGBT等多类型器件设计与工艺开发能力, 实现600V~10kV/2A~200A SiC SBD、MOSFET、IGBT等器件的研制和产品开发。在SiC功率器件方面已申请专利80余项,授权专利40余项,美国授权专利5项,在JAP,IEEE TED、TNS等国际知名期刊发表学术论文70余篇。
代表成果:
1. “高电流密度SiC电力电子器件关键技术及应用”荣获2019年北京市“技术发明二等奖”
2.Schottky Barrier Characteristic Analysis on 4H-SiC Schottky Barrier Diodes With Heavy Ion-Induced Degradation, IEEE Transactions on Nuclear Science, 2022, 69(4): 932-937
3.Gate Oxide Instability of 4H-SiC p-Channel MOSFET Induced by AC Stress at 200 C, IEEE Transactions on Electron Devices, 2022, 70(1): 379-382
4.Bias Temperature Instability of 4H-SiC p- and n-ChannelMOSFETs Induced by Negative Stress at 200 C, IEEE Transactions on Electron Devices, 2022,69(6): 3042-3046
高频高压器件与集成研发中心