期刊简介
期刊名称：半导体技术
创办日期：1976年6月
主管部门：中国电子科技集团公司（CETC）
主办单位：中国电子科技集团公司电子第十三研究所
刊 期：月刊
电 话：0311-87091339
E-mail：bdtj1339@vip.163.com
网 址：www.bdtj.cbpt.cnki.net
国内统一刊号：CN 13-1109/TN
国际标准刊号：ISSN 1003-353X
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半导体制造中曲线掩模技术的研究进展
李承瑜;程雷;陈飞;朱蕾;周俊;薛堪豪;随着制程持续微缩，传统曼哈顿掩模因难以补偿先进光刻工艺中日益严重的光学邻近效应，已成为制约图形保真度的关键瓶颈。曲线掩模通过引入自由形态边缘，从物理本质上更精准地调控光刻成像，成为计算光刻领域的重大突破。近年来，边缘分段式光学邻近效应校正(OPC)向曲线OPC的转变、多电子束掩模写入技术的进步，以及逆光刻技术与图形处理器(GPU)加速、机器学习的集成，共同推动了曲线掩模在芯片制造中的实用化。综述了曲线掩模的技术基础与优势，重点对比其与传统曼哈顿掩模在几何形态、光学性能及制造流程上的差异，揭示其在提升图形保真度方面的关键作用及当前面临的数据量与可制造性挑战。最后，结合典型案例，探讨了曲线掩模技术的发展趋势，为先进节点计算光刻技术的应对策略提供参考。
三维微纳结构柔性压力传感器的研究进展
张靖辉;韩佩瑛;作为可穿戴设备、医疗监测和电子皮肤等领域的核心部件，柔性压力传感器正朝着高集成度和高性能方向发展。针对柔性压力传感器在灵敏度、响应与恢复时间及稳定性等关键性能指标中存在的问题，引入三维微纳结构已成为优化该类器件综合力电性能的主要方法。系统综述了压阻式、电容式、压电式及摩擦电式四类典型柔性压力传感器的传感机制与性能评价指标；介绍了金字塔、半球形、多孔及仿生等三维微纳结构对柔性压力传感器力电响应特性的影响；归纳了其在电子皮肤、健康监测及运动捕捉等领域的应用；最后，对三维微纳结构柔性压力传感器面临的挑战及机遇进行了总结。
基于EAI与ZrAcac协同修饰的高效钙钛矿太阳能电池
姬超;韩晓鹏;杨塬渊;邓钰林;胡欣倩;李帆;邢江涛;为解决反型钙钛矿太阳能电池薄膜缺陷多、光电转换效率(PCE)受限的问题，通过协同优化钙钛矿吸光层与电子传输层(ETL)来提升反型钙钛矿太阳能电池的性能。在钙钛矿层制备中，将乙基碘化胺(EAI)作为添加剂引入有机铵盐前驱体，有效调控了晶体生长，获得了晶粒尺寸增大、残余PbI2减少、表面更平整的高质量薄膜，显著减少了晶界缺陷与非辐射复合，延长了载流子寿命；采用(6,6)-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)与乙酰丙酮锆(ZrAcac)共混物作为ETL,该传输层具有更致密、均匀的形貌，改善了与钙钛矿层的界面接触，增强了电子提取与传输能力。基于此制备了氧化铟锡(ITO)/NiOx/钙钛矿/PCBM∶ZrAcac/Au器件，其PCE从基准器件的19.58%提升至22.43%,主要归因于开路电压(从1.10 V升至1.15 V)和填充因子(从75.17%升至80.03%)的显著改善。
ALD界面调控对p-GaN栅HEMT稳定性的影响
郑晨焱;艾治州;针对p-GaN栅HEMT的阈值电压(Vth)漂移、导通电阻(Ron)离散和栅极漏电问题，提出了原子层沉积(ALD)SiNx界面层+低压化学气相沉积(LPCVD)SiNx帽层的复合钝化方法。分别制备了40/50/60 nm(5 nm ALD界面层+35/45/55 nm LPCVD帽层)厚复合钝化层和仅有50 nm厚LPCVD钝化层的器件，结合Vth、Ron、Vth漂移量(ΔVth)、Ron漂移量(ΔRon)和栅极漏电流(IGSS)测试，区分界面层效应与帽层厚度效应。结果表明，50 nm复合钝化层器件表现最优；与50 nm厚LPCVD钝化层器件相比，其Vth和Ron基本不变，ΔVth、ΔRon和IGSS分别减小44.8%、20.9%和65.7%。超薄ALD界面层与LPCVD帽层的协同作用可在保持器件导通特性的同时提高器件的一致性和偏置稳定性，为p-GaN栅HEMT钝化提供解决方案。
AlN HTCC基板与含氰碱性化学镀金液的适配性
王宁;吕璐阳;胡竹松;孙金;唐正生;陈华三;张国洋;为解决AlN高温共烧陶瓷(HTCC)基板在含氰碱性化学镀金过程中易水解腐蚀的问题，探究了相同pH值下含不同添加剂的镀液与基板的适配性。通过研究3种镀液配方及不同浸泡时间对基板失重率、抗折强度和表面粗糙度的影响，发现添加剂对基板腐蚀程度的影响显著。其中，添加苯并咪唑与DL-苹果酸的镀液与AlN HTCC基板适配性最佳，最佳浸泡时间应控制在0.5 h内，以兼顾镀层质量与基板性能；该配方腐蚀性最弱，基板浸泡0.5 h后平均失重率仅为0.37%,抗折强度最高，表面粗糙度变化最小。研究结果表明，苯并咪唑与DL-苹果酸的协同作用是抑制AlN水解、降低腐蚀的关键，为优化AlN HTCC基板化学镀金工艺提供了有效方案。
融合物理先验的机器学习瞬态电压降预测方法
莫正轩;纪元法;江富荣;肖有军;针对传统商业工具在电压降分析中耗时极长的问题，提出了一种融合物理先验的机器学习瞬态电压降预测方法。该方法提取缩放功耗的空间梯度并作为物理先验特征，利用基于改进U-Net构建的预测模型，通过物理特征先验、微观细节捕获与宏观建模感知的深度协同来实现更全面的峰值特征聚合与瞬态电压降的高效映射。实验结果表明，与现有先进方法MADA相比，所提方法使归一化均方根误差（NRMS）和平均绝对误差（NMAE）分别降低了4.5%和3.8%，推理时间缩短至8.58 ms，峰值显存压缩至193.2 MB，为芯片电源完整性分析提供了一种高效且实用的解决方案。
基于热网络模型的大功率压接型晶闸管结温预测
李渊;包正红;赵海锟;李军;丁玉剑;针对压接型晶闸管热网络模型中界面接触热阻表征不准及材料层热参数获取偏差较大的问题，提出了一种结合分形接触热阻计算与参数辨识的热网络建模方法。基于器件多层结构建立热网络模型，采用分形理论计算界面接触热阻，并利用有限元温度响应数据辨识优化材料层热阻和热容参数。通过温升实验，采用红外热成像与热电偶两种方式对模型进行验证。结果表明，两种测温结果平均温差约为0.40 K；以红外测温为基准，优化模型平均误差由3.55 K降至0.98 K，降低72.4%，最大误差为1.26 K；以热电偶测温验证时，平均误差为0.94 K。所提方法在保留热网络模型计算效率优势的同时，提高了界面接触热阻及材料层热参数的表征准确性，可显著提高压接型晶闸管结温预测精度，为器件热特性分析与温度预测提供了一种有效的方法。
基于TDS-YOLO的自适应多尺度PCB缺陷检测算法
吕辉;李奥朋;针对当前印刷电路板（PCB）缺陷检测中存在的检测精度不足、小缺陷识别效果差等难点，提出了一种改进的基于YOLOv11n的PCB缺陷检测算法。首先，设计了新型C3k2＿TSSA主干特征提取单元，利用具有线性复杂度的令牌统计自注意力机制，强化缺陷区域与规则电路背景之间的差异；其次，将动态双曲正切（DyT）模块融合至传统C2PSA中的归一化层，构建C2PSA＿DyT模块，减少了模型前向传播成本；最后，在检测头部分融入空间增强注意力模块（SEAM），有效增强了模型对复杂背景下微小缺陷的识别能力。实验结果表明，与原YOLOv11n算法相比，改进后算法的平均精度均值mAP@0.5提高了4.2%，达到90.1%，召回率提高了2.5%，参数量减少了12.4%。该算法在工业PCB缺陷检测中具备应用潜力。
用于半导体射频电源预测与维护的多模态融合CNN模型
柴润德;闫申;姚志远;谢磊;周乘风;针对半导体射频电源剩余寿命预测中基础卷积神经网络（CNN）感受野固定、多模态融合不足的问题，提出了一种改进模型。设计多尺度空洞注意力模块，以空洞率1、3、5并行卷积捕获局部瞬态、中程波动与长程退化趋势；构建模态解耦交互注意力融合模块，将模态解耦为共享与私有成分以抑制冗余，并利用跨模态注意力建模电–机–热信号间的互补关系。在自建含5类传感器信号的数据集上测试集均方根误差为7.21 h，较基础CNN降低61.03%，较Informer、Autoformer、PatchTST分别降低32.05%、33.24%、23.78%，决定系数达0.979，单样本推理时间为3.10 ms。所提方法突破了单一尺度与模态冗余局限，实现了高精度、低延迟的端到端寿命预测。
壳温驱动的铝电解电容器健康状态重建与RUL预测
钱季伦;柴琳;汪亮;针对铝电解电容器等效串联电阻(ESR)难以在线获取、现有剩余使用寿命(RUL)预测方法难以兼顾非侵入式状态获取与退化演化预测的问题，提出了一种壳体温度(壳温)驱动的非侵入式健康状态重建与RUL预测方法。结合加速老化试验和电-热耦合有限元仿真，建立运行工况、壳温与内部健康状态之间的映射关系，并采用时序模型预测健康状态退化演化；进一步结合Arrhenius模型实现加速老化条件下的寿命折算。实验结果表明，健康状态重建模型的决定系数(R2)达到0.994 5，退化演化预测模型的R2达到0.996 7；与Arrhenius线性预测模型相比，平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)均减小了约8.0%。所提方法实现了基于外部可测壳温对内部健康状态及RUL的连续预测，为核电仪控系统关键电子器件的非侵入式在线健康监测与预测性维护提供了技术途径。
面向21世纪的嵌入式系统
吕京建,肖海桥根据应用领域，对计算机分类提出了嵌入式计算机和通用计算机的新定义，总结了嵌入式系统工业及其开发的特点，概括了嵌入式处理器的发展及现状。木文对实时多任务操作系统（ＲＴＯＳ）及其与嵌入式开发的关系进行了详细讨论，提出了当前中国嵌入式系统应用行业面临的挑战以及建立嵌入式应用产业化的设想。
四探针技术测量薄层电阻的原理及应用
刘新福,孙以材,刘东升对四探针技术测试薄层电阻的原理进行了综述,重点分析了常规直线四探针法、改进范德堡法和斜置式方形Rymaszewski 法的测试原理,并应用斜置式Rymaszewski 法研制成新型的四探针测试仪,利用该仪器对样品进行了微区(300μm×300μm)薄层电阻测量,做出了样品的电阻率等值线图,为提高晶锭的质量提供了重要参考。
Avalon总线与SOPC系统架构实例
徐宁仪,周祖成介绍了可编程系统集成(SOPC)的基本概念和Avalon总线,着重描述了Avalon总线的内容和操作,利用SOPC Builder搭建了一个SOPC的实例,在Altera的Excalibur Nios开发板上进行了仿真验证。
DSP技术的最新发展及其应用现状
魏晓云,陈杰,曾云概述了数字信号处理(DSP)技术的发展过程,分析比较了DSP处理器与通用微处理器(GPP)的异同;介绍了DSP的最新发展和应用现状;对数字信号处理技术的发展前景和趋势作了预测。
IGBT技术发展综述
叶立剑;邹勉;杨小慧;绝缘栅双极晶体管(IGBT)自问世以来,在结构设计、加工工艺和应用开发等方面得到了很大的发展。概述了IGBT的一般结构和发展历史,着重介绍了近年来几个专利技术中IGBT结构设计和制造方面的新进展。特别是宽禁带半导体材料SiC的异军突起,为IGBT技术开辟了一个新的发展空间。
半导体材料研究的新进展
王占国首先对作为现代信息社会的核心和基础的半导体材料在国民经济建设、社会可持续发展以及国家安全中的战略地位和作用进行了分析,进而介绍几种重要半导体材料如,硅材料、GaAs和InP单晶材料、半导体超晶格和量子阱材料、一维量子线、零维量子点半导体微结构材料、宽带隙半导体材料、光学微腔和光子晶体材料、量子比特构造和量子计算机用材料等目前达到的水平和器件应用概况及其发展趋势作了概述。最后,提出了发展我国半导体材料的建议。本文未涉及II-VI族宽禁带与II-VI族窄禁带红外半导体材料、高效太阳电池材料Cu(In,Ga)Se2、CuIn(Se,S)等以及发展迅速的有机半导体材料等。
具有优异发光性能的钙钛矿量子点研究进展
刘翔凯;李泽华;张发焕;皮孝东;在种类繁多的量子点中,基于钙钛矿结构的量子点以其优异的发光性能,如发光效率高和发光谱线窄,受到了人们极大的关注。有机-无机杂化的CH_3NH_3PbX3(X=Cl,Br,I)和全无机的CsPbX3(X=Cl,Br,I)是当前重点研究的钙钛矿量子点。详细介绍了近几年国内外有关CH_3NH_3PbX3(X=Cl,Br,I)和CsPbX3(X=Cl,Br,I)钙钛矿量子点的研究进展,着重分析了这些钙钛矿量子点的合成方法、结构特点及优异的发光性能。概述了基于以上两种钙钛矿材料的发光二极管(LED)的研究进展。最后,对钙钛矿量子点存在的不足进行了分析,认为经过不断地完善,钙钛矿量子点有可能成为下一代光电器件的核心材料。
四探针技术测量薄层电阻的原理及应用
刘新福,孙以材,刘东升对四探针技术测试薄层电阻的原理进行了综述,重点分析了常规直线四探针法、改进范德堡法和斜置式方形Rymaszewski 法的测试原理,并应用斜置式Rymaszewski 法研制成新型的四探针测试仪,利用该仪器对样品进行了微区(300μm×300μm)薄层电阻测量,做出了样品的电阻率等值线图,为提高晶锭的质量提供了重要参考。
中国集成电路设计产业的发展趋势
于宗光;黄伟;分析了集成电路技术发展趋势及面临的挑战,介绍了2013年全球半导体产业和集成电路设计产业的基本情况、全球设计产业销售占集成电路销售的比重及全球前十大半导体IP供应商情况。深入分析了2013年我国集成电路产业现状,重点分析了集成电路设计产业发展面临的问题,比较了近10年我国集成电路产业在全球比重及我国集成电路产业结构的变化。全面分析了国家一系列鼓励集成电路产业发展政策,讨论了今后集成电路设计产业的发展重点领域。
DSP技术的最新发展及其应用现状
魏晓云,陈杰,曾云概述了数字信号处理(DSP)技术的发展过程,分析比较了DSP处理器与通用微处理器(GPP)的异同;介绍了DSP的最新发展和应用现状;对数字信号处理技术的发展前景和趋势作了预测。