• 用于Ka波段行波管（TWTs）的高效双级衰减收集器

  摘要：对于地面和非地面无线通信链路中的发射机而言，高效率是功率放大器的关键要求。由于行波管（TWT）的工作机制，其效率天生就高于固态功率放大器（SSPA）——在该机制中，大部分被消耗的波束能量能够被收集器回收。然而，在反向工作状态下（即功率输出受限时），总效率以及电子的能量分布都会降低，这对收集器的设计带来了挑战。本文提出了一种基于新型仿真方法的两级单陶瓷低阻收集器的实际设计方案，其中低阻收集器被作为一个独立组件进行建模，且在提供给收集器设计的数据中没有任何假设或维度简化。文中详细分析了从收集器电极向慢波结构（SWS）回流的电子现象，并研究了不同类型的回流电子对收集器效率的影响。作为参考，本研

  来源：IEEE Transactions on Electron Devices

  时间：2025-11-23

• 在模拟的金星表面条件下，InAlN/GaN晶体管的老化分析

  摘要：金星表面极端的热、化学和压力环境对长期运行的着陆器电子设备构成了巨大挑战。氮化镓（GaN）异质结构器件具备出色的化学稳定性和热稳定性，能够在恶劣环境中正常工作。本研究探讨了在金星表面条件下，采用难熔氧化铱（IrOx）栅极的耗尽型InAlN/GaN-on-Si高电子迁移率晶体管（HEMTs）的退化机制。在460°C和93巴的压力下，这些器件进行了为期11天的原位测试。测试结果显示：漏电流从62.46 mA/mm下降至3.71 mA/mm，导通电阻从137.87 Ω·mm增加到1266.50 Ω·mm，导通/截止电流比从288.8×10^3下降至9.88×10^3，阈值电压向正方向移动了2.

  来源：IEEE Transactions on Electron Devices

  时间：2025-11-23

• 一种基于元启发式优化的深度学习框架，用于超结LDMOS的自动化设计

  摘要：横向双扩散MOSFET（LDMOS）器件是双极-CMOS-DMOS（BCD）工艺的重要组成部分，在功率集成电路（PIC）中发挥着关键作用。然而，其设计始终受到特定导通电阻（R_on）与击穿电压（BV）之间基本权衡的限制。虽然数值TCAD仿真对于设计至关重要，但它们在计算上难以用于探索广泛的设计空间。本文介绍了一种新型人工智能（AI）框架，该框架结合了混合深度神经网络（DNN）和卷积神经网络（CNN）替代模型以及海星优化算法（SFOA），以实现超结LDMOS的最佳设计自动化和加速。这种混合DNN–CNN模型通过同时处理TCAD仿真中的结构参数和电气参数，能够以98%的准确率预测器件性能。随

  来源：IEEE Transactions on Electron Devices

  时间：2025-11-23

• 具有不同底部栅绝缘体的OTFTs的光电与可靠性分析

  摘要：本研究探讨了采用含硅标准器件（STD）和无硅底部栅绝缘体（BGI）的有机薄膜晶体管（OTFT），以评估其缺陷特性和可靠性。亚阈值摆幅（S.S.）统计数据显示，STD器件中有机半导体（OSC）/BGI界面的界面缺陷密度较高。研究主要利用光照来分析OTFT的缺陷特性，并借助能带图辅助分析。光照测量结果显示，在光照、恢复状态和初始暗态条件下，阈值电压存在显著变化（TH），这直接表明了光诱导行为与界面缺陷密度之间的关系。通过扩展到光子能量依赖性的光照条件分析，发现STD器件中与界面相关的缺陷状态主要集中在1.31.5 eV范围内。进一步的可靠性测试（包括正偏压应力（PBS）、负偏压应力（NBS）

  来源：IEEE Transactions on Electron Devices

  时间：2025-11-23

• 准垂直GaN-on-Sapphire肖特基势垒二极管漏电流机制的确定

  摘要：GaN准垂直肖特基二极管（SBD）的高反向漏电流限制了其应用范围。深入理解其漏电流机制至关重要。在本研究中，我们制备了基于蓝宝石衬底的GaN准垂直SBD。这些SBD具有较低的导通电阻（2.63 mΩ·cm²）和较高的导通-截止电流比（约10^9），理想因子为1.07。随后，我们在95至400 K的宽温度范围内进行了温度依赖的电流-电压测量，以研究这些器件的反向漏电流机制。同时，还分析了电场拥挤效应（EFCE）。研究结果表明，在较低温度区域（95–295 K），反向漏电流主要由陷阱辅助隧穿（TAT）过程引起；而在较高温度区域（295–400 K），反向漏电流主要由变程跳跃（VRH）机制主导

  来源：IEEE Transactions on Electron Devices

  时间：2025-11-23

• 横向GaN单片双向开关：综述

  摘要：本文综述了基于氮化镓（GaN）的横向单片双向开关（BDS）技术，这类开关在交流（AC）电源转换中发挥着关键作用。文章总结了三种不同的单片集成方式：第一种是带有嵌入式二极管桥的GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）；第二种方法利用了GaN器件的反向导电和阻断特性；第三种方法则利用GaN HEMT的平面单向导电特性来实现双向开关功能。此外，还探讨了基于双栅结构的各种变体。文中分析了上述方法的器件参数，并评估了其导通状态下的能量损耗。同时，将商用GaN基双向开关与硅基同类产品进行了对比，发现GaN基产品在工作电压、导通电阻和电流承载能力方面具有明显优势。本文对当前最先进的GaN双向开关技术进行了

  来源：IEEE Electron Devices Reviews

  时间：2025-11-23

• MOSFET模型的全面分析

  摘要：本文详细分析了众所周知的MOSFET方程的解。研究表明，虽然常用的2ψB条件（ψB的定义见图3）在定义阈值电压时偏于保守，但它能够确定存在解析解的亚阈值区域的上限。基于此，推导出了MOSFET饱和电压的显式解析表达式。对于一般的偏置条件，通过数值方法生成Ids-Vds特性（源极到漏极电流与源极到漏极电压的关系），以检验教科书中所述内容的准确性。此外，通过研究未掺杂双栅MOSFET的Qi-Vgs特性（Qi为每个栅极面积上的反冲电荷，Vgs为栅极到源极的电压）随温度的变化情况，探讨了“阈值电压”的概念。当电子的热能降低时，阈值电压得到了明确的定义。

  来源：IEEE Electron Devices Reviews

  时间：2025-11-23

• 关于高级FinFETs在关断态TDDB（Time-Domain Double Barrier）条件下陷阱生成的新见解

  摘要：在这项研究中，我们全面探讨了非工作状态下TDDB（时间依赖性二极管效应）下先进FinFET（鳍式场效应晶体管）中的陷阱生成行为。研究结果表明，高k值栅介质层中的电子陷阱是导致栅介质击穿的原因。此外，通过实验建立了陷阱的空间分布与应力电场之间的关联，并利用矩阵渗透模型进一步验证了这一关系。

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

• 增强型GaN HEMT可持续雪崩击穿操作机制的实验验证及其在功率器件可靠性中的意义

  在追求高效能源转换的今天，氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）凭借其优异的电子迁移率和耐高压特性，已成为功率电子领域的新宠。特别是具有p型氮化镓栅极的常关型（E-mode）器件，因其易于驱动和低导通电阻的优势，被广泛应用于工业电源、新能源汽车等关键领域。然而，与成熟的硅基和碳化硅（SiC）功率器件相比，GaN器件在耐受突发电压冲击方面存在明显短板——当电路开关过程中产生电压尖峰时，传统GaN HEMT往往直接发生介质击穿而非进入可控的雪崩状态，导致器件永久失效。这一可靠性瓶颈严重制约了GaN功率器件在苛刻环境下的推广应用。为攻克这一难题，由R. Fraccaroli领衔的国际研究团队在

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

• 通过周期性接触结构实现的无需再生的GaN射频HEMTs，其最大频率（fmax）达到了403 GHz

  摘要：通过使用周期性接触方案，我们成功制备出一种无需再生的亚太赫兹（sub-THz）高电子迁移率晶体管（HEMT），该方案将传统的线性接触结构转变为具有更低整体接触电阻（RC）的配置。该方法实现了稳定的低接触电阻，最低可达0.15 Ωmm。此外，这种技术采用无金（Au）的低温退火金属化工艺（Ti/Al），从而使得器件边缘极其光滑，实现了小于500纳米的通道尺寸缩放。这些特性首次使得无需再生的GaN射频HEMT得以实现，其频率响应范围（ft/fmax）达到176/403 GHz。这些结果与具有类似几何结构的最佳GaN HEMT相当，充分展示了周期性接触结构在高性能射频和亚太赫兹器件中的巨大潜力。

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

• 一种基于混沌压电MEMS振荡器的无后处理真随机数生成器

  摘要：基于混沌微机电系统（MEMS）振荡器的硬件真随机数生成器（TRNG）通常面临一些实际限制，包括操作过程中的滞后现象、较高的驱动电压，以及严重依赖统计后处理来确保随机性。本研究通过展示一种利用振幅调制（AM）在ScAlN压电振荡器中诱导混沌内部共振（IR）的TRNG，克服了这些挑战。振幅调制驱动的动态过程将振荡器的周期性信号转化为一种稳定、非周期性的波形，从而提供了高质量物理熵的直接来源。该TRNG生成的1.512 Mbit比特流以540 kbps的比特率输出，通过了所有NIST 800-22和800-90B独立同分布（IID）测试。该比特流的非独立同分布最小熵值为0.843885，自相关

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

• 基于电荷陷阱闪存门控逆变器的片上模拟-数字转换器，用于内存计算（Compute-in-Memory）

  摘要：我们提出了一种基于电荷陷阱闪存（CTF）门控逆变器的片上模拟-数字转换器（ADC），该转换器适用于计算存储（CIM）系统，具有高度紧凑和节能的特点。通过利用CTF器件的可编程阈值电压，可以精确控制每个逆变器的开关电压，从而实现每个电平仅使用两个晶体管的量化方案。通过软擦除操作的微调过程，13个逆变器的开关电压被均匀地映射在0.1 V的间隔上。所制造的ADC分别实现了最大0.11 LSB和0.14 LSB的动态非线性（DNL）和积分非线性（INL）。基于测量数据和仿真数据的基准测试表明，所提出的设计在面积和能效方面具有潜在的优势。这些结果表明，基于CTF门控逆变器的ADC是CIM架构中有前

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

• 基于反铁电薄膜晶体管的单极施密特触发器

  摘要：本文首次提出了一种由两个晶体管组成的单极施密特触发器结构，该结构包含一个反铁电薄膜晶体管（AFeTFT）和一个反馈薄膜晶体管（TFT），从而大幅降低了硬件开销。由于反铁电特性和电路中的正反馈机制，该触发器具有单极阈值特性，可实现较低的阈值电压（0.4 V）和较高的阈值电压（1.5 V），这对于由单电源电压供电的芯片至关重要。实验表明，减小AFeTFT中通道与电容器之间的面积比例有助于降低施密特触发器的阈值。此外，仿真结果显示，随着AFeTFT阈值的升高，触发器的阈值窗口也会正向移动。可调的阈值窗口使得施密特触发器能够满足复杂电路中的多种性能需求。

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

• 混合相负电容场效应晶体管中的异常跨导行为

  摘要：大多数HfO2–ZrO2（HZH）超晶格堆栈表现出混合相特性，同时稳定四方（t相，非极性，反铁电）和正交（o相，极性，铁电）相。由于非极性相不支持可切换的铁电（FE）极化，因此通常被认为对存储和逻辑应用不利。在本研究中，我们发现尽管t相会导致开启电流（ION）降低，但与纯o相负电容场效应晶体管（NCFETs）相比，它可以带来更高的跨导（gm）。这种跨导的提升并非由于载流子迁移率的增加，而是源于t相和o相铁电性质共存对沟道静电特性的复杂影响。我们进一步研究了t相的比例及其在沟道中的空间分布对器件性能的关键作用。

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

• 基于P型SnO的、受视觉启发的光电突触晶体管

  摘要：氧化物半导体晶体管是用于互补视觉神经形态系统的有前景的候选材料。在这项研究中，我们提出了一种基于p型一氧化锡的光电突触晶体管，将光刺激与电刺激相结合。该设备的突触行为可以通过调节光脉冲的强度、持续时间、频率、周期数和栅极电压来控制。实验验证了其关键的突触功能，包括配对脉冲增强、长期增强、长期抑制、多存储模块以及依赖于脉冲时序的可塑性。该设备的脉冲响应时间为100毫秒，能耗为4.1纳焦耳。通过引入这种调制突触神经元，我们成功实现了巴甫洛夫条件反射和条件性厌恶学习。这些设备能够检测并处理来自光和电刺激的视觉信息，凸显了它们在计算机视觉和混合感觉神经元系统中的应用潜力。

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

• OFETs中闪烁噪声与溶液剪切介质介导的掺杂状态之间的相关性

  摘要：本研究探讨了采用溶液剪切法制备的低压有机场效应晶体管（OFETs）的低频噪声（LFN）特性。通过两种不同的栅氧化层处理技术——热退火和深紫外（DUV）光激活——来有意改变介质表面的Al–OH基团浓度。通过系统的电学测量，我们发现漏电流的归一化功率谱密度（nPSD）遵循1/IαD的关系，其中α约为1.9，这与闪烁噪声的载流子数量波动模型一致。此外，尽管具有更高的迁移率，但Al–OH含量较高的器件（尤其是经过DUV光激活处理的器件）其nPSD水平却提高了一个数量级。Al–OH浓度与LFN水平之间存在强烈的相关性，这表明优化金属氧化物网络的组成以提高迁移率可能会对噪声性能产生负面影响。

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

• 具有优异电容密度的多孔固态微超级电容器，适用于片上电源系统

  摘要：当前片上电容器的低电容密度阻碍了全集成电源系统（PwrSoC）的发展。尽管电化学超级电容器具有更高的电容密度，但当它们以固态片上形式制造时，其性能会显著下降，主要原因是固体电极与电解质之间的反应面积有限。在这项工作中，我们提出了一种新型的多孔固态微超级电容器（PSMSC）概念，该电容器具有三维电极-电解质界面，极大地提高了有效界面面积和电容密度。通过开发一种交叉溅射技术，我们制备了具有多孔结构的复合电极-电解质层，实验结果显示其电容密度比传统的平面设计提高了一个数量级。所制备的器件具有高达486 μF/cm²的电容密度，接近液态电解质超级电容器的性能，并且具有优异的循环稳定性、晶圆级均匀

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

• 采用4H-SiC/金刚石工程化基底的GaN HEMT器件，具备优异的散热性能

  摘要：本文报道了一种基于金刚石基底的GaN高电子迁移率晶体管（HEMT），该晶体管采用了超薄的4H-SiC应力缓冲层（厚度约为784纳米），并通过一种新颖的二次转移技术结合表面活化键合方法实现了异质集成。键合成功率达到了98%，在4H-SiC与金刚石的界面处实现了创纪录的热边界电阻值13.6 m²·K/GW。这种优异的热性能得益于非晶中间层的消失以及退火过程中的部分重结晶现象。在所有已报道的研究中，该晶体管在SiC/金刚石基底上最高功率耗散条件（32.5 W/mm）下的结温最低；而在23.4 W/mm的功率条件下，其结温比在SiC基底上的结温低40.5 °C。这些结果表明，4H-SiC/金刚石

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

• 基于氧化物的CMOS逻辑电路，通过单片集成3D堆叠的SnOx p-FET和IGZO n-FET实现，且二者具有匹配的阈值电压

  摘要：基于氧化物的低温可加工器件为单片3D（M3D）集成电路芯片提供了有前景的实现途径。本文报道了一种基于氧化物的互补金属氧化物半导体（CMOS）逻辑电路，该电路由堆叠的场效应晶体管（FET）组成——底部为SnOx p-FET，顶部为IGZO n-FET。通过控制沉积过程并将整个制造过程中的温度保持在250°C以下（适合BEOL集成工艺），实现了两种类型器件的优异均匀性和匹配的阈值电压（Vth），其值为0.5 V。因此，堆叠反相器的运行偏差最小，且在VDD为1.5 V时，电压增益达到了100.6 V/V的较高水平。首次展示了使用M3D堆叠FET构建的关键逻辑门，包括NAND、NOR和SRAM单

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

• 基于离子梯式聚（硅倍半氧烷）的快速响应低湿度传感器

  摘要：精确的低湿度检测对于锂离子电池制造、文化遗产保护以及微电子封装等领域至关重要。然而，现有的传感器由于水吸附能力有限和离子传输速度慢，导致灵敏度低、响应时间慢且稳定性差。为了解决这些问题，研究人员通过季铵化反应后进行阴离子交换，合成了一系列离子梯状聚硅氧烷（QLPSQ-X，其中X = Cl、FSI、BF4或TFSI）。QLPSQ的刚性结构确保了其稳定性，而其离子基团则促进了高效的离子传输，使得传感器在5%–97%的相对湿度范围内具有出色的线性响应。具体而言，QLPSQ-TFSI传感器在100 Hz频率下表现出最佳的线性（R² = 0.99）和灵敏度（|log Ra/%RH| = 0.030

  来源：IEEE Electron Device Letters

  时间：2025-11-23

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