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[导读]2019年12月4日17时10分,“中国功率器件领路人”陈星弼在四川成都逝世,享年89岁。 陈星弼,1931年1月出生于上海,1952年毕业于国立同济大学电机系,先后在厦门大学、南京工学院及中国科学院物理研究所工

2019年12月4日17时10分,“中国功率器件领路人”陈星弼在四川成都逝世,享年89岁。

 


陈星弼,1931年1月出生于上海,1952年毕业于国立同济大学电机系,先后在厦门大学、南京工学院及中国科学院物理研究所工作,1956年开始在电子科技大学任教,1999年当选中国科学院院士。他是国际半导体界著名的超结结构(Super Junction)的发明人,该发明被称为“功率器件的新里程碑”,其美国发明专利已被超过550个国际专利引用。2018年,在功率半导体领域最顶级的学术年会上,陈星弼院士入选ISPSD首届名人堂,成为国内首位入选名人堂的华人科学家。

陈星弼院士的主要科研成就

五十年代末,对漂移晶体管的存贮时间问题在国际上最早作了系统的理论分析。提出新的电荷法基本方程、不均匀介质中镜象电荷方程等。八十年代以来,从事半导体电力电子器件的理论与结构创新方面的研究。从理论上解决了提高p-n结耐压的平面及非平面工艺的终端技术问题,作出了一些迄今唯一的理论分析解。在解决MOS功率管中降低导通电阻与提高耐压之间的矛盾问题上作出了系列重要贡献。发明了耐压层的三种新结构,提高了功率器件的综合性能优值,其中横向耐压层新结构在制备工艺上与常规CMOS和BiCMOS工艺兼容,有利于发展耐高压的功率集成电路。

陈星弼在新型功率(电力电子)器件及其集成电路这一极其重要领域中,做出了一系列重要的贡献与成就。他率先在中国提出立项并作为第一主研完成了VDMOST、IGBT、Offset-GateMOST、LDMOST、SPIC及RESURF、SIPOS等器件及有关技术。他对垂直型功率器件耐压层及横向型功率器件的表面耐压区唯一地作出了优化设计理论且得到实际应用。对功率器件的另一关键技术——结终端技术——作出了系统的理论分析及最优化设计方法并应用在各种电力电子器件的设计中取得良好的效果。 他还提出了斜坡场板这一新结构的理论。他的三项重要发明能使电力电子器件在一个新的台阶上发展。这些发明打破了传统极限理论的约束,使器件的电学性能得到根本性的改进。第一种第二种发明突破了高速功率MOS高压下导通电阻极限理论,得到新的极限关系。第一种发明被Siemens公司实现,98年在国际电子器件会议(旧金山)发表。第二种发明及第三种发明已在国内实验成功。根据第三种发明来制造高压(功率)集成电路中的横向器件,可以在工艺上和常规的CMOS及BiCMOS工艺兼容,使这种电路不仅性能优越,而且成本节省,可立足国内,并正在走向产品开发,获得国家发明奖及国家科技进步奖二项,省部级奖十三项。

以下是陈星弼院士经历,摘自百度百科

1931年1月28日,陈星弼出生在一个官宦之家,祖籍浙江省浦江县青塘镇。祖父曾为清朝武举人,父亲陈德征因家庭贫穷靠勤工俭学就读于杭州之江大学化学系。母亲徐呵梅是浙江余姚人,由于小时聪颖过人,外祖父不仅特许不缠小脚,还允许读书,直至进入上海大学读文学。五四运动时,陈星弼的父亲成了杭州学生领袖之一,从此进入政界,也曾算得一个红人。但不久得罪于蒋介石,被摘了乌纱帽,且被软禁。这时陈星弼出生了,因此取有小名“难儿”。陈星弼3岁时,眼见哥哥姐姐上学,吵嚷着要读书,居然获得特许,进了小学。此后,父母年年劝其留级,他却能坚持着学下去。6岁时,日寇侵华烽火蔓至上海,他随父母先迁至余姚,后又至浦江,最后辗转到重庆。不久,为躲避日机轰炸,举家迁到合川。他从8岁开始就离家在乡下小学住宿,养成了能吃苦和独立生活的习惯,也深受抗日救国的思想教育。

小学毕业时,他成绩名列前茅。抗战时生活极为艰苦,他也曾想停止读正规学校,早点谋出路。但父亲因宦海沉浮之经历,坚持让他继续读书,学到科学技术而为国家做实事。再加上他一直进的是国立中学,包括生活费在内一概公费,因此没有中断学习。

家庭对他最大的影响是,学问必须靠自己努力取得。当抗战胜利第二年他从内地转读上海敬业中学时,许多功课都很吃力。但有一天教物理的居小石老师突然向全班说:“你们都应该向陈星弼学习。他的习题明显都是自己一人做的。不管做得错或对,都有他特别的做法,而且愈做愈好。”他还鼓励陈星弼一辈子要做傻瓜(老实人)。老师的这些话使陈星弼受用一辈子。

1947年,他考取了同济大学电机系,并获得奖学金。他的学习从来不拘一格。人在电机系,却去旁听物理系及机械系的课,而工程力学及画法几何又学得比电机系的主要课程还好。他学过小提琴,而且能背出许多古典交响乐的曲谱。他也看过唯心主义的哲学书籍,以致在新中国成立后他经过一番艰难思想斗争才接受了唯物主义。他对别人说,他相信自己的唯物主义思想比较牢固,因为这是经过斗争得来的。

1952年,毕业于同济大学电机系。

1952年大学毕业后,他被分配到厦门大学电机系当助教。第二年,遇二次院系调整,转到南京工学院无线电系。在那里,他辅导了几年电工基础课。

1956年,党中央号召向科学进军。当时他已被指定到新成立的成都电讯工程学院(简称“成电”,现电子科技大学)去工作,同时也给了他进修新学科的机会。他选择了到中国科学院应用物理研究所进修半导体。这一决定确定了他以后的发展方向。他在该所两年半的时间内,一边工作,一边自学了从物理系四大力学到半导体有关的专业课,写出了当时才出现的漂移晶体管中关于存储时间的论文。该文后来出现在Prichard著书的参考文献中,由此可知是该方面最早的工作。

1959年,他回到成电。改革开放前,由于家庭出身原因,他始终是受命去教书。他认为要教好书,不仅要把所教内容融会贯通,还要考虑学生如何能最好地接受。他甚至为讲一句话或一段话都要事先琢磨很久。因此他上课时不需讲稿,只带一张香烟盒大小的纸,写一点备忘纲要即可,他的教课深受学生称道。教书也使他自己打下了更好的科学基础。

1970年,国家电视攻关中,他被派往工厂支援研制氧化铅摄像管,得知国外已研制硅靶摄像管,建议研制这种新摄像管并获四机部批准。但是好景不长,才初见该管可出图像,他就被首批点名去五七干校劳动,直至爱人病发而调回。

1980年,他被派往美国俄亥俄州大学做访问学者,但因专业不吻合,于1981年初转到加州大学伯克利点校,开始进行新型半导体功率器件的研究。1983年回国后被选为系主任,不久建立了微电子研究所。他为了国家及本单位的需要,彻底放弃了从事基础物理的念头,以MOS型功率器件为主要研究方向。在他率领下,在中国首次研制了VDMOST、IGBT、LDMOST、MCT、EST等器件并开发了相关技术。

1980年美国俄亥俄州大学作访问学者。

1981年,加州大学伯克莱分校作访问学者、研究工程师。

1983年,任电子科技大学微电子科学与工程系系主任、微电子研究所所长。曾先后被聘为加拿大多伦多大学电器工程系客座教授,英国威尔斯大学天鹅海分校高级客座教授。

1993年后,他从事功率集成电路的研究。在10年前有人提出过将半导体微电子电路与功率器件同时做在一块芯片上会带来容易实现各种保护及控制的好处。由于世界上有近四分之三的电能是通过半导体功率器件来转换其形式后才可以使用的,因此国外有人预言做在一块芯片上会引起所谓“第二次电子革命”。它和集成电路的发展引起的信息时代的到来——又被称做第一次电子革命,有同样的重要性。但是国际上制造的功率集成电路采用了复杂的工艺,而且电学性能不够好,造成其性能价格比甚低,从而第二次电子革命的进展甚慢。他的两个表面耐压层结构的新发明解决了在普通集成电路上做功率器件的问题,不仅制造功率器件的工艺与普通集成电路的工艺全兼容,而且所做功率器件电学性能特别优良,阻碍第二次电子革命迅速发展的桎梏也将会因此而被打破。他最大的希望是这个成就在中国开花结果,使中国在该领域居于世界领先的地位。 [2]

1999年,当选中国科学院院士。5月10日至14日,功率半导体领域最顶级的学术年会——第二十七届国际功率半导体器件与集成电路年会(IEEE ISPSD 2015)在中国香港举行。我校陈星弼院士因对高压功率MOSFET理论与设计的卓越贡献获得大会颁发的最高荣誉“国际功率半导体先驱奖”(ISPSD 2015 Pioneer Award),成为亚太地区首位获此殊荣的科学家。

2001年,陈星弼加入九三学社。

2018年,在功率半导体领域最顶级的学术年会上,陈星弼院士入选ISPSD首届名人堂,成为国内首位入选名人堂的华人科学家。

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