纳米继电器

摘要:当前微机保护将传统物理继电器抽象为继电保护算法逻辑,以软件实现继电器功能,其顺序执行、串行处理的程序调用方式难以适应新型电力系统故障态下电力电子设备继电保护微秒级动态响应特性要求。为此,提出基于芯片内纳米级电路构建的快速继电保护基础元件——纳米继电器,发明了专用纳米继电器IP(intellectualproperty)核硬件电路,代替现有微机保护串行算法,通过并行处理提高继电保护的处理能力和动作速度。设计特殊指令加速和多路指令集并发的架构,突破软件中断响应处理限制,以IP 核的方式实现算法的固化封装,实现算法和逻辑的分离。给出纳米继电器的结构、功能分类以及处理模式与应用场景,分析纳米继电器的关键技术,并与传统继电器进行比较,阐述将其集成于保护装置的工程应用,最后展望纳米继电器未来的研究方向。

基于氧化镓微纳米结构的探测器研究进展

摘要:氧化镓( Ga2O3)作为一种具有宽禁带( 约4.9 eV) 和特殊光电性能的半导体材料,近年来在紫外光探测器( UVPD) 、光电传感器等领域得到了广泛关注。Ga2O3的微纳米结构,例如纳米线、纳米棒、纳米管和纳米片等一维或二维纳米结构,因具有优异的光电响应特性、快速的电子迁移率和高稳定性,成为提升探测器性能的关键。本文介绍了多种Ga2O3微纳米结构的合成方法,如水热法、电化学沉积法、气相沉积法等,分析了各种方法的优缺点,以及如何通过调节反应条件实现对Ga2O3微纳米结构形态和尺寸的精确控制。接着,探讨了这些微纳米结构在紫外探测器中的应用,尤其是在高灵敏度、高选择性和偏振光的光电探测器中表现出的潜力。

芯片级原子钟研究进展

摘要:芯片级原子钟是一种小体积、低功耗的高精度时钟,适合作为便携式时频设备广泛应用于科学研究、生产生活、军事领域等方面。本文介绍了芯片级原子钟的国内外研究进展,阐述了芯片级原子钟的原理及研制的关键技术,介绍了芯片级原子钟的发展方向,并对我国芯片级原子钟的战略发展方向进行了展望。

引线框架用高性能铜合金板带材及制备工艺

摘要:电子信息产业的飞速发展, 对铜及铜合金产品性能提出了更高的要求, 其中集成电路封装用引线框架材料代表了铜合金板带材发展的较高水平。本文对近年来引线框架用高性能铜合金板带材及制备工艺进行了综述,介绍了国内外高性能铜合金板带材料的成分和制备加工技术及发展过程,并对其未来发展趋势进行了展望,提出未来高性能铜板带材性能将朝着抗拉强度为700MPa、 导电率为70% IACS的目标发展,其制备工艺将向着智能化、绿色化、高效化等方向发展。

纳米银导电墨水的制备及其在高精度柔性电路打印中的应用

摘要:分别以银纳米颗粒和银纳米线为导电组分,以BYK-333为表面助剂、乙二醇为溶剂制备出2类喷墨打印型导电墨水,采用MICROPLTTERI型微纳米沉积系统在柔性透明基底上打印了导电线路,研究了打印工艺、热烧结固化、封装等对2种打印电路的导电性、耐候性和抗弯折等性能的影响。结果表明,打印机喷头口径和墨水与基底接触角是决定导电电路线宽精度的关键因素,热烧结处理可以提高银纳米颗粒柔性电路的导电性,在160℃烧结30min时,电阻率下降到16.4μQ·cm,在空气中放置90d后保持导电性能不变,1000次弯折后电阻率上升12.4%;随着打印次数增加,银纳米线打印电路的导电性不断增加,打印9次得到的打印直线单位电阻为88.92/cm,而随着烧结温度和时间的增加电路导电性下降,PDMS封装可以极大地提高打印电路的稳定性,在空气中放置90d或弯折1000次后导电性能保持不变,表明基于银纳米材料导电墨水及微纳米沉积系统可以实现高性能和高精度柔性电路的稳定打印。

氧化镓射频功率器件研究进展

摘要:超宽禁带半导体材料氧化镓(β-Ga2O3)具备高临界击穿场强、高电子饱和速率等特性,同时具有熔体法生长的大尺寸单晶衬底,有望在未来电网、轨道交通、雷达通信等高压大功率领域得到广泛应用。虽然基于氧化镓材料的电子器件在国际上已经取得了快速发展,然而受限于氧化镓材料迁移率低、热导率差的原因,氧化镓基射频器件的研究相对滞后。本文首先剖析了高压射频功率器件的发展需求,包括更高的功率量级、更小更轻便的设备、更高效的系统。随后,从击穿场强、饱和速率、晶圆制造和热管理四个方面阐述了氧化镓材料适合做高压大功率射频器件的原因。接着,综述了国际上有关氧化镓基射频功率器件研究的相关进展,主要讨论了同、异质衬底金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),以及异质结场效应晶体管(HFET)三种类型的器件结构。最后,总结了目前氧化镓射频功率器件性能提升的两大挑战是热扩散能力差和电子迁移率低,并对未来该领域的研究方向进行了展望和建议,例如高导热衬底的异质集成、表面钝化技术研究、器件在极端环境下的可靠性问题等,为相关领域的研究人员提供参考。

碳化硅真空纳米电子器件技术分析

摘要:新兴的真空纳米电子器件兼具固态器件集成电路和传统真空电子器件的优势。但和硅器件同工艺、同片集成的现状,限制了其在恶劣环境的应用。使用宽禁带半导体碳化硅材料制备真空纳米电子器件,可在耐辐射基础上兼具抗高温特性,使该器件具备良好的综合优势。文章分析了硅器件及集成电路发展中面临的问题,回顾了真空纳米电子器件的发展历史,介绍了碳化硅材料的相对优势以及SiC基真空纳米电子器件研究现状,并对该器件发展及应用前景进行了分析。

等离子体法处理光催化剂的研究进展

摘要: 光催化剂因优异的太阳能转化性能,在环境、能源及生物领域均得到广泛应用。为了进一步优化其性能,扩大其应用范围,国内外各学者已探究出各种方法以提高光催化剂的可见光利用效率,其中等离子体法因操作简单、成本低、改性过程绿色环保而被应用于材料表面改性。以等离子体的放电环境为切入点,分别总结了在气相及液相介质中产生的等离子体对光催化材料改性的特点及应用,综述了等离子体法在光催化材料改性领域的研究进展,并对未来发展方向进行了展望。

半导体集成电路制造中的准分子激光退火研究进展

摘要:随着半导体集成电路芯片的尺寸越来越小、结构越来越复杂,芯片制造过程中的退火工艺技术也在不断进步。激光退火以其在芯片制造过程中热预算控制的优势,在芯片制造退火工艺中的重要性正在显现。而准分子激光的特点是波长短、峰值功率高、作用于大多数物质表面时能量迅速被物质表面吸收。准分子激光退火可以实现对材料表面温度梯度的控制,是半导体集成电路制造中热处理工艺的重要选择。对半导体集成电路制造过程中准分子激光退火研究进展进行了综述。概述了集成电路制造中退火工艺热预算控制与激光退火的理论模拟研究结果;着重介绍了准分子激光退火在离子掺杂控制、超浅节形成、沟道外延等材料处理中的研究进展,以及在金属层制备和3D 器件中的应用。研究表明,准分子激光退火工艺有望为三维半导体集成电路制造提供新的解决方案。

热壁CVD制备工艺对8英寸SiC外延层厚度均匀性的影响

摘要:本文针对典型8英寸热壁卧式SiC外延生长系统建立了考虑衬底转动、Si-C-Cl-H体系反应机理和多物理过程热质输运的数学模型,并用于三维数值仿真模拟研究。此外,本文特别研究了不同衬底表面平均温度、进气流量、进气Si/H2比对外延层生长速率和厚度均匀性的影响。结果表明:衬底转动提高了衬底表面温度分布均匀性,SiC瞬时生长速率主要受表面附近生长组分浓度影响;外延层厚度均匀性主要受SiC瞬时生长速率沿流动方向的分布影响,衬底前缘和后缘的瞬时生长速率须相互补偿以提高厚度均匀性;提高衬底表面平均温度、降低进气流量和降低进气Si/H2比均导致瞬时生长速率沿流动方向的分布由上凸向下凸转变,衬底表面实际生长速率的分布从边缘低中间高逐渐过渡为边缘高中间低;所考察的参数范围内进气流量对瞬时生长速率分布影响最大。