Si基GaN功率半导体及其集成技术

特色及先进性；技术指标 电子科技大学功率集成技术实验室（Power Integrated Technology Lab.-PITEL）自2008年就已经开展Si基GaN(GaN-on-Si)功率器件的研究，是国内最早开展GaN-on-Si功率半导体技术研究的团队。近年来在分立功率器件如功率整流器、增强型功率晶体管及其集成技术方面取得了突出的研究成果。2008年在被誉为“器件奥林匹克”的国际顶级会议IEDM上报道了GaN-on-Si开关模式Boost转换器，国际上首次实现了GaN-on-Si单片集成增强型功率晶体管和功率整流器。 GaN-on-Si功率整流器 提出一种GaN功率整流器新结构（Metal-Insulator-Semiconductor-Gated Hybrid Anode Diode），其结构如图2所示。新结构较传统GaN整流器具有更小的导通电阻，更低的开启电压和反向漏电。图3为MG-HAD和传统SBD正向开启特性特比，可以看出MG-HAD具有较小的开启电压（0.6V）和导通电阻（1.3mΩ?cm2）。图4可以看出器件直至150 ℃高温仍然保持优秀的反向阻断能力，以10μA/mm 为击穿电流标准，MG-HAD在常温下击穿电压超过1.1kV的仪器测量极限，150 ℃高温下击穿电压为770V。本器件结果能同时具有低导通电阻和高击穿电压，因而其baliga优值（BFOM）459 MW/cm2在已有GaN-on-Si功率二极管报道中为第二高值，见图5所示。

电子科技大学 2016-06-08

技术需求：蓝宝石衬底生产自动化改造

蓝宝石衬底生产自动化改造（非标改造）:（生产过程自动化 可视化 数字化）物流：物料自动输送，与机器人通信,实现上料下料的自动输送生产过程：机器人控制柜与生产设备通信,互联控制,协同作业,一个环节包含10多个节拍的流程控制,并可以实现人机料法环追溯。质量检测：产品下线后自动进行厚度检测并收集检测数据总控系统:设备总控制（SCADA）难题内容：1.其过程包含很多变化和不确定因素增加实施难度和复杂性2.在线测量：产品检测的厚度精确度是微米,是否能够通过机器视觉和多种传感器进行质量检测,自动检测产品厚度,自动判断是否合格。

青岛嘉星晶电科技有限公司 2021-08-30

殡化铅单晶体生长技术

项目简介： 殡化铅 ( PbI2) 是制作室温半导体核辐射探测器的材料之一。山于提纯困难、化学配比难于控制等原因，使得该材料没有得到应用。我们研究出了一种生长碟化铅等静压的新方法，以 分析纯的殡化铅多晶为原料， 可生长出接近理想化学配比、直径 15mm、长度 300

西华大学 2021-04-14

由生成对抗网络（GAN）驱动的进化多目标算法

随着计算智能方法得到更广泛的应用，其从问题本身学习的能力亟待增强。为此，越来越多研究提出使用机器学习模型来驱动计算智能。通常，这种基于模型的进化算法的性能高度依赖于所采用模型的训练质量。而传统机器学习方法需要大量训练数据进行模型训练，而且受维度灾难的影响，这类方法通常很难解决维度较高的问题，约束了计算智能方法的应用范畴。课题组在

南方科技大学 2021-04-14

m-石英衬底用于二维材料的可控生长

分析了m-石英衬底用于二维材料的可控生长，以及其在取向、维度及能带结构等多个方面对单层二硫化钨的调制能力，论文第一作者为程春课题组博士生王经纬。 尽管石英和二硫化钼具有不同的对称性，但是两者奇特的大周期匹配使取向排列的单层二硫化钨外延生长成为可能。通过进一步调节反应条件，课题组实现了对单层二硫化钨形貌从二维到一维的可控调节。同时，由于石英各向异性的热膨胀系数，生长的单层二硫化钨产生了随

南方科技大学 2021-04-14

大尺寸多频段应用BiLuIG单晶薄膜材料

本项目属于电子信息功能材料技术领域。 特色及先进性：为了实现同一种单晶薄膜即可应用于磁光器件，又可应用于微波器件中，本项目提出了铋镥铁石榴石（BiLuIG）薄膜的设计体系，为了使其同时具有良好的磁光和微波特性，本项目很好的根据晶格匹配原则设计了材料配方，并选用无铅液相外延技术，大大提高了薄膜的性能。本项目提出了在钆镓石榴石（GGG）衬底上直接外延大口径磁光BiLuIG单晶体的思路，解决我国无大晶格常数掺杂钆镓石榴石（SGGG）晶圆片技术、无铅液相外延大尺寸BiLuIG晶体圆片的不足，突破纯GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶体这一难点科学问题。研究内容包括：（1）BiLuIG薄膜材料的配方设计研究：基于四能级跃迁模型，并结合离子替代规律和多离子掺杂技术，寻找最佳配方；（2）液相外延单晶薄膜材料的工艺技术研究：包括薄膜均匀性、缺陷控制、无铅配方、生长速率和薄膜镜面条件控制等；（3）材料在器件中的验证研究，设计制备平面波导型磁光开关对材料磁光性能的验证。 技术指标：（1）建成了我国第一条大尺寸磁光单晶薄膜液相外延的生产线，最大尺寸达到3英寸，单面薄膜厚度达到1μm－20μm。（2）单晶薄膜具体微波和磁光参数：4πMs=1500-1750Gs，△H=0.6-2.0Oe，Θf≥1.6-2.1度/μm＠633nm。（3） 掌握了进行单晶薄膜材料在磁光和微波器件中的设计、制备和测试工作。 促进科技进步作用意义：本项目突破了我国在3英寸石榴石系列单晶体材料以及相关器件研究上的瓶颈技术，获得了高法拉第效应和低铁磁共振线宽的大尺寸高质量石榴石单晶薄膜材料。满足了国内在磁光、微波及毫米波集成器件方面对石榴石系晶体材料的需求，摆脱了完全依赖进口、受制于人的不利局面。该项目研制的材料已提供给中电集团41所、美国Delaware大学、天津大学、中国工程物理研究院、深圳市通能达电子科技有限公司（中电九所下属）、陕西金山电器有限公司（4390厂）等单位使用，并为中电集团9所、33所等单位提供批量样品，用于制备磁光和微波器件，受到好评。

电子科技大学 2021-04-10

大尺寸多频段应用BiLuIG单晶薄膜材料

本项目提出了在钆镓石榴石（GGG）衬底上直接外延大口径磁光BiLuIG单晶体的思路，解决我国无大晶格常数掺杂钆镓石榴石（SGGG）晶圆片技术、无铅液相外延大尺寸BiLuIG晶体圆片的不足，突破纯GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶体这一难点科学问题。

电子科技大学 2021-04-10

一种溴铅铯单晶制备方法

本发明公开了一种溴铅铯单晶制备方法，采用镀有碳膜的具有 圆锥形尖端的安瓿装载溴铅铯粉料，具体包括如下步骤：将安瓿抽真 空密封；对安瓿按其圆锥形尖端到溴铅铯粉料顶端的方向梯度加温， 使置于安瓿中的溴铅铯粉料充分熔化；对安瓿缓速降温，直到溴铅铯 粉料顶端的温度比溴铅铯的凝固点低 0～5℃后保温，完成溴铅铯单晶 生长；对溴铅铯单晶分阶段降温：第一阶段快速降温，使溴铅铯单晶 快速冷却；第二阶段慢速降温，实现溴铅铯单晶晶体相变转化。本发 明提供的上述溴铅铯单晶制备方法，在单晶生长中与单晶降温中采用 了不同的降温速度，且采用了分阶段降温的方法，兼顾了晶体生长质 量与生长周期，有效解决现有技术在单晶制备过程因内应力导致溴铅 铯单晶开裂的问题。 

华中科技大学 2021-04-11

关于超薄单晶铅膜界面超导的研究

通过使用铅的条状非公度相作为铅膜和硅衬底的界面，用超高真空分子束外延技术成功制备出一种宏观面积的、塞曼保护的新型二维超导体。系统的低温强磁场实验表明，该体系的超导电性可存在于超过40特斯拉的平行强磁场中，这一数值远超过体系的泡利极限，是塞曼保护超导电性的直接证据。第一性原理计算结果也表明，条状非公度相中特殊的晶格畸变会延伸至铅膜中，从而在该体系中引入很强的塞曼自旋轨道耦合。同时，新的微观理论也给出了强杂质情形下各种自旋轨道耦合及散射效应对二维超导临界场的影响并定量地解释了塞曼保护超导电性的物理机制。该工作表明，可以通过界面工程在中心反演对称性保护的二维超导中引入面内中心反演对称性破缺，也即在二维晶体超导体系中人工引入塞曼保护的超导电性机制。这一结果预示出人们有望在二维超导体系中，通过界面调制发现新的非常规超导特性。这种宏观尺度强自旋轨道耦合下的二维超导，也为拓扑超导的探索提供了新的平台，并为未来无耗散或低耗散量子器件的设计与集成奠定了基础。图 (a) 脉冲强磁场实验表明6个原子层厚铅膜的超导电性在高达40 T的水平强场下仍不被破坏。(b) 临界场随温度的关系与理论高度重合，有力地证明了超薄铅膜中的塞曼自旋轨道耦合保护的超导电性。 (c) 对外延生长于条状非公度相（SIC）界面上的超薄铅膜进行磁阻测量的示意图。

北京大学 2021-04-11

氮掺杂石墨烯大单晶制备的研究

本研究利用氧气对非骨架掺杂选择性刻蚀的效应，首次在Cu衬底上实现了石墨烯的完美骨架掺杂生长，氮掺杂后的石墨烯迁移率高达13000 cm2/Vs，比其他工艺制备的掺杂石墨烯要高出数个量级。同时，石墨烯的面电阻也降低到130 oh/sq，掺杂的稳定性显著提高。

北京大学 2021-04-11