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新型半导体器件及集成电路技术

一、主要研究内容及关键技术
用半导体材料制成的器件和集成电路是电子工业的重要基础产品,在电子技术的各个方面已广泛应用。半导体材料、器件、集成电路的生产和科研已成为电子工业的重要组成部分,其技术水平的高低和产业规模的大小是衡量一个国家技术、经济发展和国防实力的重要标志。根据国内外纳米新器件新工艺、集成电路在系统芯片SoC设计和集成电路设计方法学等主流方向的前沿发展走向,结合国家在半导体技术和集成电路产业发展的战略布局,集中进行以下三个方面的研究。
(1)硅器件及集成技术:纳米CMOS器件和工艺的关键问题及可靠性研究,新型存储器件的原理、制备和应用,硅基功率器件的研究与设计。(2)微波电路与化合物半导体器件:化合物半导体(GaN、GaAs、ZnO 等)新型器件研究与开发,微波单片集成电路。(3)集成电路设计与系统应用:专用集成电路及系统的设计与应用开发,低功耗模数混合集成电路设计,纳米尺度集成电路设计方法学及其软件实现。 
   
        
           MOS器件可靠性问题                   顶栅ZnO多纳米线FET立体示意图         射频LDD LDMOSFET结构图    
            
 
GaN基复合阳极场控功率整流器  典型的AlGaN/GaN HEMT结构剖面图               12英寸晶圆
 
二、学科带头人与学术骨干
 
吴笑峰  副教授、博士,1974年出生,湖南涟源人。1998年6月毕业于湘潭工学院获工业自动化专业学士学位,1998年7月至2000年7月就职于广州白云电器集团任助理工程师,2000年9月至2003年6月在湖南大学攻读硕士学位,2003年7月至今在湖南科技大学从事教学和科研工作,2010年3月在西安电子科技大学获得微电子学与固体电子学专业博士学位。现任湖南科技大学信息与电气工程学院副院长。主要从事半导体器件工艺及测试、微波器件及射频电路、超大规模模拟集成电路设计、光信息材料等方面的科学研究。近年来,主持和参与国家自然科学基金项目、湖南省科技厅科技计划项目、湖南省教育厅项目等7项;在《Journal of Nanomaterials》、《SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy》、《Chinese Physics B》、《Chinese Physics Letters》、《Journal of Semiconductors》等重要期刊上发表论文30余篇,《SCI》、《EI》、《ISTP》等国内外重要检索系统收录20余篇次;参与撰写专著1部。
            
席在芳副教授          唐志军副教授           胡仕刚副教授             王艳副教授
 
三、主要科研项目
1. 国家自然科学基金项目“超低功耗连续小波变换芯片关键技术研究”,2012
2. 国家自然科学基金项目“辐照及高电场应力诱发的AlGaN/GaN HEMT 器件退化机制与模型研究”,2013
3. 国家自然科学基金项目“面向物联网的无源UHF RFID系统传播模型及识别距离预测研究”,2013
4. 国家自然科学基金项目“键弛豫理论表征韧性薄膜界面结合性能”,2012
5. 国家自然科学基金项目“硅基GaN HEMTs超级结器件及其模型研究”,2013
6. 国家自然科学基金项目“非马尔可夫开放量子系统的分析与控制”,2013
7. 国家自然科学基金项目“高k叠层栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件结构实现与可靠性表征”,2011
8. 国家自然科学基金项目“异质界面力学性能的键弛豫理论与光电子能谱选区标定研究”2012 
9. 湖南省科技厅科技计划项目“射频LDMOS器件的研究与设计”,2012
10. 湖南省科技厅科技计划项目“深亚微米ZnO纳米线场效应晶体管研究与设计”,2012
11. 湖南省科技厅科技计划项目“高击穿电压硅基GaN HEMT超级结器件研究与设计”,2013
12. 湖南省科技厅科技计划项目“量子通信系统的研究” ,2011
13. 中科院上海红外物理国家重点实验室开放性科研项目“反向散射RFID天线及其传播特性研究”, 2011
14. 湖南省科技厅科技计划项目“纳米级CMOS超低功耗A/D转换器研究与设计” ,2014
 
四、主要科研成果
发明专利:
1. 一种超高频宽带准圆极化微带贴片天线(专利号:2010 1 0199159.2)
2. 一种基于变学习率神经网络的FIR滤波器的设计方法(专利号: ZL200810143914.8)
3. 一种基于开关电流技术的模拟连续小波变换电路(专利号: ZL201010250386.3)
4. 开关电流自适应混沌差分进化小波滤波器设计方法(专利号: ZL201110054550.8)
5. 一种基于概率神经网络的容差电路故障诊断方法(专利号: ZL201010150381.3)
 
论文:
1. WU Xiaofeng, LIU Hongxia, LI Haiou, LI Qi, HU Shigang, XI Zaifang, Zhao Jin. Fabrication of 150-nm Al0.48In0.52As/Ga0.47In0.53As mHEMTs on GaAs Substrates. SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy, 2012, 55 (12):2389 -2391.
2. Wu Xiao-feng, Hu Shi-gang, Li Hai-ou,Li Jin,Xi Zai-fang,Hu Ying-lu. A kind of coating method of GaN-MOCVD graphite susceptor. Journal of Nanomaterials, 2013,Volume 2013, Article ID 137564, 6 pages. 
3. Wu Xiaofeng,Liu Hongxia,Su Li,Hao Yue,Li Di,Hu Shigang. A bootstrapped switch employing new clock feed-through compensation technique. Journal of Semiconductors, 2009, 30 (12): 125007-1-125007-10. 
4. Liu Hong-Xia, Wu Xiao-Feng, Hu Shi-Gang, Shi Li-Chun. Characteristics and parameter extraction for NiGe/n-type Ge Schottky diode with variable annealing temperatures. Chinese Physics B, 2010, 19(5):0573031-0573036. 
5. Hu Shigang, Wu Xiaofeng, Xi Zaifang. Impact of Direct Tunneling Current on CMOS Logic Circuit. Journal of Digital Content Technology and its Applications, 2012, 6(8):231-238. 
6. Hu Shigang, Wu Xiaofeng, Xi Zaifang. Research on the Gate Leakage Current of PMOSFET with Ultra-thin Oxide. Journal of Convergence Information Technology, 2012, 7(11):44-51.
7. Hu Shigang, Hu Yinglu, Wu Xiaofeng, Xi Zaifang. Thermal Analysis of Susceptor with Rim Structure in MOCVD with the Chipped Infrared Heating System. International Journal of Advancements in Computing Technology, 2012, 4(17):220-227.
8. Z.J.Tang, J.Zhan and H.L.Liu. Compact CPW-fed antenna with two asymmetric U-shaped strips for UWB communications. IEE Electronic Letters, 2012, 48(14):810- 812.
9. Zhi-jun Tang, Jie Zhan, Zai-fang Xi,and Yi-gang He. Broadband UHF RFID tag antenna with rectangular-loop feed and additional patches. Microwave and Optical Technology Letters, 2012,54(5):1234-1236.
10. Zhi-jun Tang, Jie Zhan, Hong-li Liu. Dual-resonance compact circularly polarized reader antenna for UHF RFID applications. Microwave and Optical Technology Letters, 2012,54(11):2531-2533.
11. Y. Wang, X. Zhang, Y. G. Nie, C. Q. Sun. Under-coordinated atoms induced local strain, quantum trap depression and valence charge polarization at W stepped surfaces. Physica B, 2012, 407: 49-53 
12. Y. Wang,X. X. Yang, J. W. Li, Z. F. Zhou, W. T. Zheng, C. Q. Sun. Number-of-layer discriminated graphene phonon softening and stiffening. App. Phys. Lett. 2011, 99: 163109 
13. Y. Wang, Y. G. Nie, L.K. Pan, Z. Sun, C. Q Sun. Potential barrier generation at the BeW interface blocking thermonuclear radiation. Appl. Surf. Sci. 2011, 257: 3603-3606 
14. Mu Li, Yigang He, Ying Long. Analog VLSI implementation of wavelet transform using switched-current circuits, Analog Integrated Circuits and Signal Processing, 2012, 71(2):283-291.
15. Mu Li, Yigang He. Analog complex wavelet transform using ACDE algorithm and SI filters, Sensor Letters, 2011, 10(5-6):1332-1338.
16. Li Jin, Liu Hongxia, Li Bin, Cao Lei, Yuan Bo, The study on Two-dimensional threshold voltage analytical model for gate stack fully depleted strained Si on silicon-germanium-on- insulator MOSFETs, Chinese Physics B, 2010,19(10):1073011-1073017.
17. Li Jin, Liu Hongxia, Yuan Bo, Cao Lei, Li Bin, Two-dimensional analytical model of fully depleted asymmetrical dual material gate double-gate strained-Si MOSFETs, Journal of Semiconductors, 2011,32(4)044005-1-044005-7.
专著:
1. 射频/微波功率新型器件导论。黄伟,李海鸥,吴笑峰,丁勇,于宗光;复旦大学出版社,2013年。