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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RF CMOS、BiCMOS的新进展（五）——移相器、RF开关、集成无源元件和相控阵
李永;赵正平;当今信息社会已进入通用人工智能时代，大数据呈指数规律增长，不但要求数据处理速度高速增长，同时也要求数据的传输带宽更宽，推动数据载波的频率向射频(RF)的高端发展。Si基RF CMOS和RF BiCMOS集成电路(IC)具有体积小、功耗低、易于集成等优点，相应呈现高速发展的态势。综述了Si基RF CMOS和RF BiCMOS的最新进展和发展态势，主要包括低噪声放大器与接收前端，射频-直流整流器与射频能量收集器，功率放大器、RF信号放大器与发射机，振荡器、混频器与频率综合器，移相器、开关、集成无源元件和相控阵，RF专用集成电路(ASIC)和微系统集成等七个RF IC发展的主要方面，凝练了各类RF IC的发展趋势和关键技术创新点。
腐蚀法制备SiC量子点及其在荧光标记中的应用
康杰;丁紫阳;焦璨;白玲;潘全喜;朱彦敏;宋月鹏;通过HNO3和HF混合腐蚀剂处理自蔓延高温合成的β-SiC微粉，制备出尺寸均匀、分散性良好的水相SiC量子点，研究了腐蚀进程中颗粒微观组织结构演变及光致发光(PL)性能调控机制，并将其应用于镰刀菌的荧光标记及成像。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、PL谱及共聚焦荧光显微系统等表征手段，揭示了SiC颗粒在腐蚀过程中的表面氧化、镂空结构形成至超声破碎的微观演变路径，证实其光致发光基于量子限域效应而非表面缺陷。经调控离心层析的超重力系数实现量子点粒径的精准裁剪后，SiC量子点特征发射波长(340 nm激发下)由401 nm经455 nm红移至485 nm,宏观荧光颜色相应由蓝绿色经绿色转变为黄绿色。活体细胞的长时程荧光成像结果表明，腐蚀法制备的SiC量子点具有较高的标记稳定性。此外，对抗光漂白机理及标记稳定性进行了初步分析。
外部参数对汽车点火IGBT自钳位感性开关能力的影响
柯俊吉;王浩;钟圣荣;研究了直流母线电压、栅极驱动电压、外部栅极驱动电阻、负载电感及初始结温对汽车点火IGBT自钳位感性开关(SCIS)极限能力的影响。通过分析点火IGBT的工作原理，结合工作波形分析和开关过程理论推导，建立了点火IGBT结温温升与外部参数的数学关系。搭建了点火IGBT的SCIS测试平台。测试结果表明：直流母线电压越高、负载电感越小、器件初始结温越高，点火IGBT的SCIS极限能力越低；栅极驱动电压越高、外部栅极驱动电阻越大，点火IGBT的SCIS极限能力越高。该研究结果可为汽车点火IGBT的应用提供参考。
快速一步液相沉积法制备的高性能单晶CsPbBr3光电探测器
苏志城;云文磊;黄子林;陈琴棋;郭喜涛;金属卤化物钙钛矿具有优异的光电特性，然而，通过溶液技术制备钙钛矿光电探测器仍存在工艺繁琐且耗时的问题。通过快速一步液相沉积法，在叉指金电极上直接合成大尺寸的CsPbBr3微米片，并构建了基于单晶钙钛矿的光电探测器。所合成的CsPbBr3微米片具有光滑的表面、优异的结晶性以及极低的缺陷密度(4.58×1011 cm-3)。得益于这些优势，该CsPbBr3微米片光电探测器在447 nm波长光照下综合性能优异，显示出1.72 A/W的高响应度、8.2×1011 Jones的大比探测率和超快的响应速度(上升/下降时间为95.7μs/73.6μs)。本研究为高质量CsPbBr3的制备及其高性能光电器件的集成提供了简单、快速的途径。
一种早期电压降动态补强方法
张富凯;孙希延;肖有军;纪元法;付文涛;白杨;江富荣;随着集成电路先进工艺节点不断缩小，传统电压降分析与后期修复方法导致修复成本高昂，设计周期延长。提出了一种集成于布局阶段的早期电压降动态补强方法。在布局阶段即进行精确的电压降热点分析，通过识别热点区域内电平同步翻转的高电流单元，并采用单元分散布局策略有效减小局部电源网络密度；对难以利用布局优化的区域实施电源网络局部自动增补，动态增强供电能力。测试结果显示，电压降峰值减小29.3%,电压降平均值减小17.9%,违例单元数量减少68.9%。该方法实现了电源完整性的早期、高效的优化，为解决先进工艺电源瓶颈问题提供了有效的预防性设计策略，适用于低功耗设计。
一种动态精准的Flash型FPGA内核电源控制技术
马金龙;潘乐乐;韦文勋;江少祥;于宗光;为满足Flash型现场可编程门阵列(FPGA)在多工作模式下内核电源供电的安全性与可靠性需求，设计并实现了一种Flash型FPGA内核电源控制逻辑电路。该电路利用Flash器件的非易失特性集成状态记忆模块，精准识别FPGA的5种工作状态。通过动态控制JD7节点电平，实现了内核电源的精准管理与电气隔离：在非用户模式下将JD7置为VCC，以消除信号冲突风险；在用户模式下切换为GND，建立完整电源回路。电路在一款60万门规模的Flash型FPGA中集成验证，测试结果表明，在-55～125 ℃范围内及±5%电源波动条件下，全片擦除后静态电流低至1 mA，用户模式下功能正确。本研究为高可靠Flash型FPGA提供了一种有效的内核电源管理解决方案，显著提升了芯片的鲁棒性。
三氯氢硅增强刻蚀在4H-SiC同质外延表面缺陷控制中的作用
汪久龙;李勇;衷惟良;杨海峰;于乐;李哲洋;为减小SiC同质外延片的表面粗糙度及致命缺陷密度，对外延片进行三氯氢硅（TCS）增强原位刻蚀。通过对4H-SiC偏轴衬底进行标准和TCS增强原位刻蚀，对比了不同刻蚀时间和刻蚀气氛下的衬底表面台阶聚并程度和刻蚀速率。结果表明，TCS增强刻蚀工艺的刻蚀速率是标准刻蚀的1.5倍，在刻蚀效率与表面形貌控制之间实现了更好的平衡。对外延厚度为12 μm的外延片进行实验，研究刻蚀条件对外延三角形缺陷、掉落物等表面致命缺陷的影响。发现利用TCS引入的额外刻蚀效果可降低临界状态附着物数量，从而有效减少潜在成核点位并实现表面致命缺陷密度的精准调控。该方法显著提高了外延表面质量的可控性和生产效率。
一种改进的高效芯片表面缺陷检测模型DWGV-YOLO
姜宝康;顾寄南;朱永民;李静;高艳;向泓宇;针对芯片表面缺陷检测中微小目标特征模糊与多尺度缺陷共存的问题，基于YOLOv11n提出一种改进的高效芯片表面缺陷检测模型DWGV-YOLO。为解决多尺度缺陷共存问题，设计了一种多尺度动态空间-通道注意力机制（DSCAM）；引入小波卷积（WTConv）和Slim-neck高效特征融合结构，采用高频分量强化微缺陷的边缘特征、低频分量抑制背景噪声，解决了微小目标特征模糊的问题。在芯片数据集DR A和DR B上验证了DWGV-YOLO模型的有效性，与初始模型相比，平均精度均值（mAP）分别提高了6.6%和5.8%。
基于高阶有限元法的多导体传输线寄生参数提取
陈肜沁;任强;周远国;随着集成电路（IC）技术的发展，互连线间距缩短导致近场耦合效应增强，串扰问题突出，而传统寄生参数提取方法难以兼顾精度与效率。为此，提出一种基于高阶有限元法（HOFEM）的多导体寄生参数快速提取方法。该方法通过高阶有限元数值计算结合改进的参数提取流程，实现对复杂电磁场分布的准确表征，提高了参数矩阵的计算精度和效率。实验结果表明，该方法在电容参数提取时精度较传统计算方法显著提高，二维模型提高了93%，三维模型提高了92%；电感计算值与仿真结果的相对误差小于0.7%。该算法具有良好的扩展性，支持大规模导体间参数快速提取，具有较广阔的应用前景。
基于内嵌空腔绝缘体上硅衬底的GAA器件的射频性能
王彬;薛书简;刘强;秦培;易翔;俞文杰;薛泉;研究了基于新型内嵌空腔绝缘体上硅(VESOI)衬底的全包围环栅(GAA)器件的电学与射频性能。制备了n型VESOI GAA器件，其具有优异的直流特性，开关比超过108，亚阈值摆幅低至60.75 mV/dec。为进一步分析其射频性能，采用Synopsys Sentaurus TCAD建立了器件物理模型，分析了栅极长度、沟道厚度、沟道掺杂浓度、栅氧化层厚度、衬底掺杂浓度及埋氧层厚度等关键工艺参数对截止频率(fT)的影响。经多目标优化，获得了兼顾工艺可实现性与射频性能的优选参数组合，器件fT可达170 GHz，满足100 GHz以上毫米波频段的应用需求。本研究为VESOI GAA器件的工艺优化及射频电路设计提供了技术参考。
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。
超大规模集成电路制造中硅片化学机械抛光技术分析
苏建修,康仁科,郭东明目前半导体制造技术已经跨入0.13μm 和300mm时代,化学机械抛光(CMP)技术在ULSI制造中得到了快速发展,已经成为特征尺寸0.35μm以下IC制造不可缺少的技术。CMP是唯一能够实现硅片局部和全局平坦化的方法,但CMP的材料去除机理至今还没有完全理解、CMP系统过程变量和技术等方面的许多问题还没有完全弄清楚。本文着重介绍了化学机械抛光材料去除机理以及影响硅片表面材料去除率和抛光质量的因素。
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。