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张继华

邮箱:jhzhang@uestc.edu.cn
电话:028-83201632
系别:微电子与固体电子
职称:教授
教师个人主页:
教师简介
教育背景
       1994/9–1998/6,兰州大学,电子器件与材料工程,学士学位
       1998/9–2001/7,中国空间技术研究院510所,物理电子学,硕士学位
       2001/9–2004/7,中国科学院上海微系统与信息技术研究所,材料物理与化学,博士学位

工作履历
       2004/08-2007/06,bob体育最新版下载地址,讲师
       2007/07-2013/06,bob体育最新版下载地址,副教授
       2013/07-至今,bob体育最新版下载地址,教授

荣誉奖励
        2017年,四川省科技进步三等奖(技术发明类)
        2017年,全国创新争先奖牌
        2017年,中国电科奖教金一等奖
主持的科研项目
    (1)射频微系统玻璃基板通孔技术研究,中国电科创新项目,经费500万元,2015-2017;
    (2)薄膜集成器件关键技术开发,广东省教育部产学研重大专项,经费200万元, 2009-2012;
    (3)压电/GaN异质结构的电场-迁移率耦合效应研究,国家自然科学基金面上项目,经费60万元, 2012-2015;
    (4)XXXX薄膜材料应用研究,总装预研项目,经费200万元,2011-2015;
    (5)高性能TaN薄膜电阻关键技术开发与产业化,广东省教育部产学研结合重点项目,经费100万元, 2012-2015;
    (6)薄膜化微波元器件集成技术研究和中试生产,广东省教育部产学研结合项目,经费100万元,2007-2010;
    (7)兼容MMIC工艺的XXXX,国防预研基金,经费30万元,2010-2013;
    (8)介电/半导体集成薄膜调制耦合机理研究,国防973计划二级子项目,经费250万元,2007-2010。
科学研究

“微波介质与集成器件团队”负责人,主要从事电子薄膜集成技术方向的教学和科研工作。先后作为负责人承研973重大基础研究子课题、国家自然科学基金、产学研重大专项及军事电子预研、军品配套等科研项目20余项;在《Carbon》、《Appl. Phys. Lett》、《Nanotechnology》等SCI刊物上发表论文100余篇,被引用565次(其中论文Carbon 44(3): 418-422被Elsevier评为“2006-2010中国大陆引用最多的50篇论文”);会议邀请报告5次;获授权国家发明专利10项。其代表性研究成果主要表现在介电/半导体异质结构耦合效应研究、铁电薄膜介电非线性机理与应用以及薄膜集成技术产业化等方面,其中部分研究成果已在电子系统中验证/应用或批量生产。取得了较好经济和社会效益,在国内外同行中有一定影响。同时还承担973计划、2011计划"核心电子材料与器件协同创新中心"等一系列重大项目的组织、管理工作,具有组织重大项目的经验。

主要科研成果

1.    针对系统小型化、集成化,开发薄膜无源集成产业化关键技术,参与倡导成立“无源集成产学研联盟”,承担广东省教育部产学研重大专项,发明了薄膜电路基片平坦化、复合电极制备与图形化等方法,解决了薄膜器件产业化中的一致性、可靠性问题,分别在风华高科、广州翔宇、广州天极建立起3条薄膜器件生产线,使薄膜电路基片、薄膜功率电阻、薄膜电路等在国内率先实现工业规模生产。打破了美、日等在薄膜集成器件领域的垄断,使我国企业成长为高端薄膜集成器件生产商。


2.    针对有源/无源集成中异质材料相互作用机理,首次建立起考虑极化、应变影响的铁电/半导体调制耦合模型,预测了该集成结构中的极化调制、应变耦合和介电增强等新效应;率先提出并研制出基于铁电极化的GaN功率器件和GaN增强型器件,为新型半导体器件的研制奠定了理论和技术基础。

相关成果成为973项目的重要创新点,作为标志性成果之一获得总装专家顾问组的高度评价与肯定。发表SCI论文10余篇。其中,Appl. Phys. Lett. 2009, 95:122101审稿人认为“...a possible device structure was proposed. The authors’ findings are noteworthy...(提出一种新的器件结构,该发现很有价值)”; J. Appl. Phys. 2010, 108: 084501审稿人认为“...These theoretical predictions can provide some references to the design of new electronic devices. ...( 理论预测为设计新型电子器件提供了参考)”。分别在第七届中国国际纳米科技 (武汉) 研讨会作分会邀请报告、第十一届全国固体薄膜学术会议作大会邀请报告。


3.  针对射频前端用高性能电子薄膜材料,优化了非线性铁电薄膜微波介电性能和电光性能,在国内率先实现铁电薄膜移相器360°连续移相。稳步推进铁电薄膜在可调微波器件、光相控阵方面的应用研究。制备的铁电电光薄膜(双折射率0.085,透过率高于80%)是目前国际上最好的结果;“铁电薄膜材料及介质移相器关键技术”成果经四川省国防科工办鉴定“达到国际先进水平”。

相关成果获授权发明专利4项,发表SCI论文20余篇。其中,2011年7月,Carbon 44(3): 418-422论文(影响因子5.378)被Elsevier评为“2006-2010中国大陆引用最多的50篇论文”之一。在TFC’11全国薄膜技术学术研讨会作大会邀请报告。


代表性论文、会议邀请报告与专利


1. Jihua Zhang, Chuanren Yang, Song Wu, Ying Liu, Hongwei Chen, Wanli Zhang, Yanrong Li, Theoretical design of GaN/ferroelectric heterostructure: Toward a strained semiconductor on ferroelectric, Appl. Phys. Lett. 2009, 95: 122101.

2. Chao Chen, Xingzhao Liu, Jihua Zhang, Benlang Tian, Hongchuan Jiang, Wanli Zhang, and Yanrong Li, Threshold voltage modulation mechanism of AlGaN/GaN metal-insulator semiconductor high-electron mobility transistors with fluorinated Al2O3 as gate dielectrics. Appl. Phys. Lett. 2012, 100: 133507.

3. Jihua Zhang, Xi Wang, Wenwei Yang, Weidong Yu, Tao Feng, Qiong Li, Xianghuai Liu, Chuanren Yang. Interaction between carbon nanotubes and substrate and its implication on field emission mechanism. Carbon 44(3): 418-422(2006)

4. Jihua Zhang, Chuanren Yang, Yongjin Wang, Tao Feng, Weidong Yu, Jun Jiang, Xi Wang and Xianghuai Liu. Improvement of Field Emission of Carbon Nanotubes by Hafnium Coating and Annealing. Nanotechnology 17: 257-260 (2006).

5. Jihua Zhang, Chuanren Yang, Song Wu, Ying Liu, Ming Zhang, Hongwei Chen, Wanli Zhang, and Yanrong Li, Tuning Two-dimensional Electron Gas of Ferroelectric/GaN Heterostructures by Ferroelectric Polarization, Semicond. Sci. Technol. 25 (2010) 035011.

6. Jihua Zhang, Chuanren Yang, Ying Liu, Min Zhang, Hongwei Chen, Wanli Zhang, and Yanrong Li, Can we enhance two-dimensional electron gas from ferroelectric/GaN heterostructures? J. Appl. Phys. 2010, 108(7): 084501.

7. Jihua Zhang, Shanxue Zhen, Lijun Yang, Feizhi Lou, Hongwei Chen, and Chuanren Yang, Super Smooth Modification of Al2O3 Ceramic Substrate by High Temperature Glaze of CaO–Al2O3–SiO2 System, Jpn. J. Appl. Phys. 2011: 50: 015803.

8. Jihua Zhang, Shangjun Mo, Huayi Wang, Shanxue Zhen, Hongwei Chen, Chuanren Yang, Microstructure and electrical properties of PLZT ceramics from Pb3O4 as the lead source, J. Alloy. Compd. 509 (2011) 2838–2841.

9. Jihua Zhang, Hongwei Chen, Guanhuan Lei, Wei He, Yu Liao, Qiaozhen Zhang, and Chuanren Yang, Improved Ferroelectric Phase Shifter by Inserting Spiral Inductors into Ground, Integrated Ferroelectrics 130:27–32, 2011

10. Jihua Zhang, Huizhong Zeng, Min Zhang, Wei Liu, Zuofan Zhou, Hongwei Chen, Chuanren Yang, Wanli Zhang, Yanrong Li, Probe Pressure dependence of Nanoscale Capacitance -Voltage Characteristic for AlGaN/GaN Heterostuctures, Rev. Sci. Instrum. 2010, 81(10): 103704.

11. 张继华,赵  强,微波介质薄膜研究与应用【大会邀请报告】,TFC’11全国薄膜技术学术研讨会,2011.8.25-28,南昌

12. Jihua Zhang, Tuning 2DEG of Ferroelectric/ GaN Heterostructure by Polari- zation and Strain——A theoretic Study, The 7th China International Conference on NanoScience and Technology, Wuhan【分会邀请报告】,2008.10.20

13. 张继华,铁电/氮化镓异质结构基本物理参数与性能模,第十一届全国固体薄膜学术会议(杭州)【大会邀请报告】,杭州,2008.10.26

14. 张继华, 碳纳米管的改性及场发射性能研究, 第十六届全国半导体物理学术会议【分会邀请报告】,兰州,2007.9.8-9

15. 用于刻蚀BST薄膜的腐蚀液及制备方法.专利号:ZL200810045321.8, 2011.4.27授权

16. 一种高温加热的真空蒸发镀膜装置.专利号:ZL200810044995.6,2011.7.20授权

17. 薄膜电路产品基片处理方法,专利号:ZL200810304256.6,2011.7.27授权

18. 基于不锈钢基板的YBCO厚膜电阻浆料及其制备方法,专利号:ZL201010158934.X,2011.11.2授权

19. 用于刻蚀微波介质薄膜的刻蚀液及制备方法,专利号:ZL201110455998.0,2013.11授权


主讲课程
本科生课程:量子力学、统计物理、固体电子学基础
研究生课程:固体理论、无源器件与集成技术

研究方向
  1.薄膜无源集成技术
    无源集成是电子系统集成化、小型化的关键,薄膜集成技术是一种新的无源集成技术。与传统的厚膜集成技术(LTCC)相比,基于微电子工艺的薄膜集成技术通常能提供更优良的元件精度、性能和功能密度,以及更高集成度、更小体积和重量,因此成为当前国际上无源集成技术发展的重点方向。
    本团队瞄准国际电子系统集成技术研究前沿,以射频微系统关键模拟/无源/可重构元件集成技术为对象,拟通过材料学、微电子学、物理化学等多学科的交叉,整合多种技术和方法,探索各种功能薄膜异质异构集成过程中的薄膜生长机理、尺度效应、以及多层薄膜间的物理相容性和化学相容性等,为进一步提高微波集成电路集成度,实现多功能/高性能的SoC和SoP提供关键技术基础。目前主要研究铁电薄膜与可调微波器件、高介低损耗介质薄膜与高比容集成电容、敏感薄膜与微波开关器件、射频电阻等。
  2.集成高功率储能电容器介质
    储能电容器具有功率密度大、储能密度高、抗循环老化、高温和高压等极端环境下性能稳定等优点,在脉冲功率电源、高能量密度武器、功率电子器件、电动汽车及智能电网系统等基础科研和工程应用领域有着广阔的应用前景,是当前电子材料和新能源发展的前沿和热点。
本团队围绕介电极化机制与储能关系开展研究,通过一元氧化物致密化烧结、介质玻璃复合、有机/无机复合等途径,拓宽工作温区、提高耐压和/或介电系数,探索大幅度提高电容储能特性的介质材料。
  3.新型电子材料设计与第一性原理计算
    利用材料组成和结构上的复杂性已成为发展和设计新型材料的一条重要途径。在原子尺度上,形成多元化合物及多元掺杂(组成上的复杂性)是人们熟知的途径。同样,在纳米/微米尺度层次上,组成(相)与显微结构的复杂变化也是如此,可通过改变组成物质的种类和组合方式,来改变所产生的材料的性能,即可利用已有的物质来发现和设计新材料。这种新材料发现的理性方式是:从“想法”产生新材料 (the creation of new materials from thought)。耶鲁大学Ahn 教授2004 年在《Science》上预测,将多功能的铁电材料与半导体材料相结合形成异质结构,可能呈现出与众不同的、甚至前所未有的物理效应,进而导致新材料和新型电子器件的产生。
    本团队从第一性原理出发,考虑极化和应变的影响,结合电荷控制模型、迁移率模型、偏压特性模型等,预测这种多层异质结构的各种物理新效应。期望通过这些非常规复合效应为材料研究者提供新的机遇,开拓出从常规物质演绎出新的独特功能的途径。
 
研究条件
    项目组依托电子薄膜与集成器件国家重点实验室,拥有国际一流的科研装备条件,建成涵盖了器件/电路设计、薄膜材料制备、器件微细加工与分析测试等工艺流程的4个平台。电路设计平台拥有多台Sun、Dell工作站及微波电路设计与仿真软件(Materials Studio、HFSS、Microwave Studio、ADS、L-Edit等),可满足项目材料与薄膜电路设计的需要;薄膜制备与处理工艺平台包括射频/直流磁控溅射系统、脉冲激光沉积系统(PLD)、激光分子束外延系统(L-MBE)、蒸发系统以及退火炉、快速晶化炉等,这为本项目各种功能薄膜材料的研制提供了必要的手段;微细加工平台拥有1000级超净间、4~6英寸基片0.56微米和1.2微米光刻机、反应离子刻蚀机等,可完成各种薄膜集成器件的研究和小批量制作;分析和性能测试平台包括扫描电镜、扫描探针显微镜、X射线衍射仪,以及LCR仪、矢量网络分析仪、阻抗分析仪、高温(1000oC)介电性能测试仪、高压(100kV)击穿仪等,为本项目的材料分析与器件测试提供了保障。
    同时,与各电子材料与元器件厂家有长期项目合作,可充分利用生产线进行研发、工艺验证和产品测试。