ldmos和氮化镓

射频氮化镓（GaN）技术正在走向主流应用

网络基础设施与反导雷达等领域都要求使用高性能高功率密度的射频器件，这使得市场对于射频氮化镓（GaN）器件的需求不断升温。 举个例子，现在的无线基站里面，已经开始用氮化镓器件取代硅基射频器件，在基站设备上，氮化镓器件的使用得越来越广泛。氮化镓受青睐主要是因为它是宽禁带（wide-bandgap）器件，与硅或者其他三五价器件相比，氮化镓速度更快，击穿电压也更高。 现在，为了把氮化镓器件推到更大的市场去，一些射频氮化镓厂商开始考虑在未来的手持设备中使用氮化镓。对于现在的手机而言，氮化镓的性能过剩，价格又太贵。但将来支持下一代通信标准（即5G）的手机，使用氮化镓是有可能的。 氮化镓技术非常适合4.5G或5G系统，因为频率越高，氮化镓的优势越明显。但对于手机而言，氮化镓材料还有很多难题需要解决，例如功耗、散热与成本。 不同工艺比较（数据来源于OKI半导体） 射频氮化镓技术是5G的绝配

虽然氮化镓用到手机上还不现实，但业界还是要关 注射频氮化镓技术的发展。“与砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）等高频工艺相比，氮化镓器件输出的功率更大；与LDCMOS和碳化硅（SiC）等功率工艺相比，氮化镓的频率特性更好。

什么是RF LDMOS晶体管

DMOS主要有两种类型，垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管VDMOSFET（ vertical double-diffused MOSFET）和横向双扩散金属氧化物半导体场效应管LDMOSFET （lateral double-dif fused MOSFET）。LDMOS由于更容易与CMOS工艺兼容而被广泛采用。LDMOS

LDMOS (横向扩散金属氧化物半导体)

LDMOS器件结构如图1所示，LDMOS是一种双扩散结构的功率器件。这项技术是在相同的源/漏区域注入两次，一次注入浓度较大（典型注入剂量 1015cm-2）的砷（As），另一次注入浓度较小（典型剂量1013cm-2）的硼（B）。注入之后再进行一个高温推进过程，由于硼扩散比砷快，所以在栅极边界下会沿着横向扩散更远（图中P阱），形成一个有浓度梯度的沟道，它的沟道长度由这两次横向扩散的距离之差决定。为了增加击穿电压，在有源区和漏区之间有一个漂移区。LDMOS中的漂移区是该类器件设计的关键，漂移区的杂质浓度比较低，因此，当LDMOS 接高压时，漂移区由于是高阻，能够承受更高的电压。图1所示LDMOS的多晶扩展到漂移区的场氧上面，充当场极板，会弱化漂移区的

砷化镓是Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中最重要、用途最广的半导体材料。它是由两种元素组成的化合物，和单元素的硅、锗半导体材料有很多不同点，其中适于制造高频、高速和发光器件是它的最大特征。此外，GaAs材料还具有耐热、耐辐射及对磁场敏感等特性。所以，用该材料制造的器件也具有特殊用途和多样性，其应用已延伸到硅、锗器件所不能达到的领域。即使在1998年世界半导体产业不景气的状况下，GaAs材料器件的销售市场仍然看好［1］。当然，GaAs材料也存在一些不利因素，如：材料熔点蒸气压高、组分难控制、单晶生长速度慢、材料机械强度弱、完整性差及价格昂贵等，这都大大影响了其应用程度。然而，GaAs材料所具有的独特性能及其在军事、民用和产业等领域的广泛用途，都极大地引起各国的高度重视，并投入大量资金进行开发和研究。本文对发达国家GaAs材料器件的发展动态、产销情况和世界市场前景进行综述。希望从中能得到一些有益的启示。

1 GaAs材料应用民用化

GaAs材料的电子迁移率比硅高约5倍，其器件的运算速度也比硅高得多。数字GaAsLSI用于开发超高速计算机是很理想的器件。在七八十年代，人们纷纷预测GaAs材料将在超高速计算机中发挥极大作用，并投入相当的财力、人力进行研究。但自从开发

重氮化反应

diazo-reaction

一级胺与亚硝酸在低温下作用生成重氮盐的反应。例如：

脂肪族、芳香族和杂环的一级胺都可进行重氮化反应。通常，重氮化试剂是由亚硝酸钠与盐酸作用临时产生的。除盐酸外，也可使用硫酸、过氯酸和氟硼酸等无机酸。脂肪族重氮盐很不稳定，能迅速自发分解；芳香族重氮盐较为稳定。芳香族重氮基可以被其他基团取代，生成多种类型的产物。所以芳香族重氮化反应在有机合成上很重要。

重氮化反应的机理是首先由一级胺与重氮化试剂结合，然后通过一系列质子转移，最后生成重氮盐。重氮化试剂的形式与所用的无机酸有关。当用较弱的酸时，亚硝酸在溶液中与三氧化二氮达成平衡，有效的重氮化试剂是三氧化二氮。当用较强的酸时，重氮化试剂是质子化的亚硝酸和亚硝酰正离子。因此重氮化反应中，控制适当的pH值是很重要的。芳香族一级胺碱性较弱，需要用较强的亚硝化试剂，所以通常在较强的酸性下进行反应。 概述

芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反应标为重氮化，芳伯胺常称重氮组分，亚硝酸为重氮化剂，因为亚硝酸不稳定，通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸使反应时生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应，避免亚硝酸的分解，重氮化反应后生成重氮盐。

重氮化反应可用反应式表示

1.重氮化反应及其特点 ....................................................................... 2 四、重氮化操作技术 ................................................................................ 3 1.直接法................................................................................................ 3 2.连续操作法 ....................................................................................... 3 3.倒加料法............................................................................................ 4 4.浓酸法..........................................

虽说氮化炉在对于工业零件的热处理上起到了重要的作用，但是在氮化处理的整个过程中会产生氨气，这种气体不仅会对人体产生危害，而且会对环境造成污染。氮化炉废气燃烧设备的存在，有效地解决了这类问题，使废气处理不在成为一个难题。

氨气燃烧炉说明

氮化处理是指一种在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。

目前国内氮化介质主要使用液态氨，氨气分子式为NH3，氨气是一种有毒有害气体，国家明令禁止氨气非法排放，其毒害如下：

氨气主要经呼吸道吸入中毒。氨对人体的毒性与环境中氨的浓度及接触时间有关。低浓度氨对黏膜有刺激作用，高浓度氨可造成组织蛋白变性、脂肪组织皂化等组织溶解性坏死（即皂化作用），引起皮肤及上呼吸道黏膜化学性炎症及烧伤、肺充血、肺水肿及出血；经呼吸道吸入肺泡的氨，大部分吸收入血，使血氨

浓度增高，造成中枢神经系统损害，先兴奋后麻痹；氨还可引起肝脂肪变性、肾脏间质性炎症及心肌损害。

同时，氨气排放对植物及大气都能造成一定的污染，所以杜绝氨气排放刻不容缓。

南京东升针对氨气污染零排放设计了一款氨气分解燃烧炉，其主要原理为氨气在800度时完全分解为氮气及氢气，分解反应如下2

六方氮化硼（HBN）陶瓷的性质和用途

六方氮化硼是使用最普遍的氮化硼形态，为松散、润滑、易潮湿的白色粉末，真密度2.29g/cm3.，和石墨的晶体结构比较相近，为类似石墨的层状结构。

机械性能上，HBN是一种软性材料，莫氏硬度2，机械强度低但比石墨高。由于BN晶体的类石墨层状结构，由片状晶体热压成型的致密HBN瓷体具有一定程度的定向排列，这种微观组织使HBN制品的某些性能具有较明显的各向异性特性。热压HBN的机械性能在平行于受压方向的强度比垂直于受压方向的强度大（见表1）。

表 1 HBN陶瓷的机械强度及其与石墨和Al2O3的对比

抗压强度/MPa 抗弯强度/MPa

HBN 平行方向 315 60~80 垂直方向 238 40~50 石墨 35~80 15~25 Al2O3 1200~1900 220~350 六方氮化硼热膨胀系数低，热导率高，所以抗热震性优良，在1200~20℃循环数百次也不破坏。无明显熔点，在0.1MPa氮气中于3000℃升华。在氮气气氛中最高使用温度2800℃，在氧气气氛中的稳定性较差，使用温度900℃以下。表2为HBN和几种低热膨胀系数陶瓷性能的比较。从表中可以看出，HBN的热膨胀系数相当于石英，但其热导率却为石

一、砷化镓电池基本介绍

近年来，太阳能光伏发电在全球取得长足发展。常用光伏电池一般为多晶硅和单晶硅电池，然而由于原材料多晶硅的供应能力有限，加上国际炒家的炒作，导致国际市场上多晶硅价格一路攀升，最近一年来，由于受经济危机影响，价格有所下跌，但这种震荡的现状给光伏产业的健康发展带来困难。目前，技术上解决这一困难的途径有两条：一是采用薄膜太阳电池，二是采用聚光太阳电池，减小对原料在量上的依赖程度。常用薄膜电池转化率较低，因此新型的高倍聚光电池系统受到研究者的重视[1]。聚光太阳电池是用凸透镜或抛物面镜把太阳光聚焦到几倍、几十倍，或几百倍甚至上千倍，然后投射到太阳电池上。这时太阳电池可能产生出相应倍数的电功率。它们具有转化率高，电池占地面积小和耗材少的优点。高倍聚光电池具有代表性的是砷化镓（GaAs）太阳电池。

GaAs属于III-V族化合物半导体材料，其能隙与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温。与硅太阳电池相比，GaAs 太阳电池具有较好的性能[2]。 二、砷化镓电池与硅光电池的比较[3] 1、光电转化率：

砷化镓的禁带较硅为宽，使得它的光谱响应性和空间太阳光谱匹配能力较硅好。目前，硅电池的理论效率大概为23%，而单结的砷化镓电池理论效率达到27%

低温盐浴氮化工艺在压缩机零件中的应用

余姚捷华压缩机有限公司 （315400） 施瑶君

摘要：压缩机的十字头销、活塞杆常规的加工工艺较繁杂，热处理工序的不合格率较高，通过引进法国舍舍夫低温盐浴氮化工艺后，工艺流程缩短，产品合格率明显提高，材料成本大幅降低，零件的耐磨性和使用寿命有较大提高，产品质量明显提升。

活塞杆、十字头销等零件是压缩机传动部件的核心零件，它们除了要承受交变载荷外，还要求耐磨性、耐蚀性好，这些零件常规的加工工艺是毛坯锻造→粗车加工→热处理调质→半精车加工→热处理渗碳淬火或表面高频感应淬火→回火→磨削加工→磁力探伤，该工艺相对压缩机传动部件的其它零件显得略为繁杂，产品的合格率也较低，我们曾对上述零件的合格率跟踪统计了8年，发现年平均合格率在90%~92%之间波动，且不合格品往往发生在热处理工序，废品损失不小。为了改变这种状况，我们对关键工序热处理进行了革新，引进了先进的法国舍舍夫低温盐浴氮化工艺，同时选用更经济、性能更合适的材料，历时4年对上述零件从热处理、材料、工艺尺寸及使用可靠性等方面进行了试验和工艺攻关验证。

一、新工艺与原工艺的对比 1、热处理工艺的改变

活塞杆、十字头销等零件表面的硬化处理，旧工艺都采用

砷化镓单晶制备工艺的最新进展

砷 化 镓 单 晶 制 备 工 艺

砷化镓单晶制备工艺的最新进展

院系： 学号： 专业: 姓名： 时间：

摘要：1. 砷化稼(GaAs)是目前最重要、最成熟的化合物半导体材料之一广泛应用于光电子和微电子领域。

2. 由于砷化稼禁带宽度宽、电子迁移率高，因而砷化稼可直接研制光电子器件.如发光二极管、可见光激光器、近红外激光器、量子阱大功率激光器、红外探测器和高效太阳能电池等。 3. 综述了几种较为成功的适合于工业化大规模生长及科研应用的GaAs材料的生长工艺，如 液封直拉法、水平布里支曼法、垂直梯度凝固法/垂直布里支曼法和蒸气压控制直拉法。i 4. 通过化学腐蚀、金相显微观察、透射电子显微镜、扫描电镜和X射线异常透射形貌等技术，研究了半绝缘砷化稼单屏，中的位错和微缺陷.实验发现用常规液封直拉法制备出的直径大于或等于75mm的半绝缘砷化稼单屏，在品体周边区域，一般都有由高密度位错的运动和反应而形成的蜂窝状网络结构，并且位错和微缺陷之间，有着强烈的相互作用，位错吸附微缺陷，微缺陷缀饰位错.ii

(一)国内外现状

砷化镓（GaAs）材料是目前生产量最大、应用最广泛，因而也是最重要的化合物半导体材料，是仅次于硅的最