6H-SiC异质结源漏MOSFET的模拟仿真研究

给出了一种新型SiC MOSFET-6H-SiC异质结源漏MOSFET。这种器件结构制备工艺简单,避免了长期困扰常规SiC MOSFET的离子注入工艺难度大、退火温度高等问题,而且具有性能优良,开态电流大,侧墙工艺简单的特点。文中分析了该器件的电流输运机制,并通过器件仿真软件ISE TCAD模拟,给出了SiC异质结源漏MOSFET伏安特性以及其和相关器件结构和工艺参数的关系。     

应变Si/SiGe沟道功率UMOSFET的模拟分析

提出一种应变Si/SiGe UMOSFET结构,并与Si-UMOSFET器件的电流-电压特性进行比较;对SiGe区域在UMOSFET器件中的不同厚度值进行静态电学仿真。应变Si/SiGe异质结能够有效地提高沟道区载流子的迁移率,增大IDS,降低Vth及器件的Ron;且应变异质结与载流子有效传输沟道距离的大小,对器件的Vth、Isat、V(BR)DSS及电流-电压特性都有较大的影响。因此在满足击穿电压要求的基础上,应变Si/SiGe沟道异质结的UMOSFET相对Si-UMOSFET在I-V特性和Ron方面有较大的改进。     

Si/Ge异质结双栅隧穿场效应晶体管TCAD仿真研究

Si/Ge异质结双栅隧穿场效应晶体管(DGTFET)较传统硅基DGTFET有更好的电学性能。文章基于Sentaurus TCAD仿真软件,构建了有/无Pocket两种结构的Si/Ge异质结DGTFET器件,定量研究了Pocket结构及Pocket区厚度、掺杂浓度等参数对器件开态电流、关态电流、亚阈值摆幅、截止频率和增益带宽积的影响。通过仿真实验和计算分析发现,Si/Ge异质结DGTFET的开态/关态电流、亚阈值摆幅、截止频率和增益带宽积随Pocket区掺杂浓度增大而增大,而Pocket区厚度对器件性能没有明显影响。研究结果为TFET器件的直流、频率特性优化提供了指导。     

SiGeC/Si异质结二极管特性分析与优化设计

基于异质结理论,提出了一种新型p+(SiGeC)-n--n+异质结功率二极管结构。分析了C对SiGe合金的应变补偿作用的物理机理。利用MEDICI模拟、对比分析了C的引入对器件电特性的影响,并针对不同Ge/C组分比进行优化设计。结果表明:在SiGe/Si功率二极管中加入少量的C,在基本不影响器件正向I-V特性和反向恢复特性的前提下,大大减少了器件的反向漏电流,提高了器件稳定性,而且对于一定的Ge含量存在一个C的临界值,使得二极管具有最小的反向漏电流,该临界值的提出,对研究其它结构SiGeC/Si异质结半导体器件有一定的参考意义。     

变温C-V和传输线模型测量研究AlGaN/GaN HEMT温度特性

通过对异质结材料上制作的肖特基结构变温C-V测量和传输线模型变温测量,研究了蓝宝石衬底AlGaN/GaN异质结高电子迁移率晶体管的直流特性在25～200℃之间的变化,分析了载流子浓度分布、沟道方块电阻、欧姆比接触电阻和缓冲层泄漏电流随温度的变化规律.得出了器件饱和电流随温度升高而下降主要由输运特性退化造成,沟道泄漏电流随温度的变化主要由栅泄漏电流引起的结论.同时,证明了GaN缓冲层漏电不是导致器件退化的主要原因.     

变温C-V和传输线模型测量研究AlGaN/GaN HEMT温度特性

通过对异质结材料上制作的肖特基结构变温C-V测量和传输线模型变温测量,研究了蓝宝石衬底AlGaN/GaN异质结高电子迁移率晶体管的直流特性在25～200℃之间的变化,分析了载流子浓度分布、沟道方块电阻、欧姆比接触电阻和缓冲层泄漏电流随温度的变化规律.得出了器件饱和电流随温度升高而下降主要由输运特性退化造成,沟道泄漏电流随温度的变化主要由栅泄漏电流引起的结论.同时,证明了GaN缓冲层漏电不是导致器件退化的主要原因.     

GaN_Si npn HBT特性研究

采用二维器件仿真软件对GaN/Si异质结双极晶体管进行了特性仿真研究.对GaN/Si异质结双极晶体管建立了合理准确的物理模型,包括不完全电离模型、能带模型、能带变窄模型、迁移率模型与复合模型.结果表明,GaN/Si异质结开启电压为2.5 eV.在Ib=0.2 mA时,电流放大倍数为100倍.击穿电压为900V,使其在大功率器件方面有很大应用前景.最高截止频率为100 GHz,使其可工作在射频和微波频段.     

甚长波碲镉汞光伏探测器伏安特性分析

分析了注入同质结N-on-P和液相外延异质结P-on-N碲镉汞甚长波红外探测器在不同工作温度下的I-V特性,并对R-V特性进行了仿真计算,对比了扩散电流、产生-复合电流、表面漏电流、带间隧穿电流和缺陷辅助隧穿电流等暗电流对两种器件R-V特性的不同影响。     

GaAs／AlAs异质结构隧道电流的计算和异质结限累管初探

本文从单带双谷模型出发计算了GaAs/AlAs异质结量子阱中的隧道电流同外加电压之间的关系。研究了隧道电流同量子阱结构和电场间的关系以及隧道过程中的状态转换效应。在此基础上提出了利用异质结中的状态转换特性来制作X谷电子发生器的可能性。讨论了这种发生器在器件设计中的应用以及异质结限累管的初步设计。     

AlN阻挡层对AlGaN/GaN HEMT器件的影响

利用低压MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长了AlGaN/GaN异质结和AlGaN/AlN/GaN异质结二维电子气材料,采用相同器件工艺制造出了AlGaN/GaN HEMT器件和AlGaN/AlN/GaN HEMT器件.通过对两种不同器件的比较和讨论,研究了AlN阻挡层的增加对AlGaN/GaN HEMT器件性能的影响.     

AlN阻挡层对AlGaN/GaNHEMT器件的影响

利用低压MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长了AlGaN/GaN异质结和AlGaN/AlN/GaN异质结二维电子气材料,采用相同器件工艺制造出了AlGaN/GaN HEMT器件和AlGaN/AlN/GaN HEMT器件.通过对两种不同器件的比较和讨论,研究了AlN阻挡层的增加对AlGaN/GaN HEMT器件性能的影响.     

InGaP异质结双极晶体管ESD特性研究

研究了高速射频集成电路(RF IC)中InGaP异质结双极晶体管(HBT)器件的特性.测试了单指发射极和双指发射极两种结构器件的大信号DC I-V特性及抗人体模型(HBM)静电放电(ESD)能力.结果表明,双指发射极器件比单指器件能传导更高密度的电流,并能抵抗高能量的ESD;两种器件的击穿特性相似.这些结果可以用来指导RF IC ESD保护电路的设计.     

LP-MOCVD法制作n-ZnO/p-Si异质结及其电致发光研究

采用低压-金属有机化学气相沉积法(LP-MOCVD)在(100)p-Si衬底上制备未掺杂n型ZnO薄膜,并制作了相应的n-ZnO/p-Si异质结器件.通过X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)光谱和霍尔测试分别研究了所制备薄膜的结构、光学和电学特性.得到具有较高质量的n型ZnO薄膜.在室温条件下,测得了该类异质结器件正向注入电流下可见光和近红外区域的电致发光(EL).     

一种f_t为176GHz、大电流多指结构的InGaAs/InP异质结双极晶体管

针对毫米波电路对大电流、高截止频率器件的要求,利用平坦化技术,设计并制作成功了结构紧凑的四指合成InGaAs/InP异质结双极晶体管.实验结果表明发射极的宽度可减小到1μm.Kirk电流可达到110wA,电流增益截止频率达到176GI-Iz.这种器件有望在中等功率的毫米波电路中有所应用.     

一种带有极化掺杂电流阻挡层的垂直AlGaN/GaN HFET

针对传统垂直GaN基异质结场效应晶体管中,由于GaN电流阻挡层内p型杂质激活率低而导致的漏电问题,提出了一种使用AlGaN极化掺杂电流阻挡层的垂直GaN基异质结场效应晶体管结构。在AlGaN极化掺杂电流阻挡层中,通过Al组分渐变而产生的极化电场来提升p型杂质激活率,能更加有效地抑制截止状态下通过极化掺杂电流阻挡层的泄漏电流,从而提升器件的耐压能力。此外,极化掺杂电流阻挡层内空穴浓度的增大会降低器件导通电阻,但由于极化掺杂电流阻挡层与n-GaN缓冲层之间形成的二维电子气会阻挡耗尽层向缓冲层内的扩展,极化掺杂电流阻挡层的使用对器件导通电阻几乎没有影响。     

负阻异质结晶体管的模拟与实验

采用MBE方法生长了8nm基区的InGaP/GaAs双异质结材料,研制成具有负阻特性的异质结晶体管.在恒压恒流条件下均观察到了负阻特性并对其物理机制进行了讨论.推导出集电极电流Ic与VCE的关系表达式,讨论了负阻与器件结构和参数的关系.使用PSPICE模拟软件建立电路网表模型,代入推导出的IC-VCE公式进行模拟,模拟结果与器件的测量结果十分接近.     

负阻异质结晶体管的模拟与实验

采用MBE方法生长了8nm基区的InGaP/GaAs双异质结材料,研制成具有负阻特性的异质结晶体管.在恒压恒流条件下均观察到了负阻特性并对其物理机制进行了讨论.推导出集电极电流Ic与VCE的关系表达式,讨论了负阻与器件结构和参数的关系.使用PSPICE模拟软件建立电路网表模型,代入推导出的IC-VCE公式进行模拟,模拟结果与器件的测量结果十分接近.     

近红外用异质结探测器

介绍一种n-Si-p-PbS异质结光伏探测器。这种器件工作在室温下,波长为0.6～3微米。文中示出大小两种工作面积的探测器的参数,它们相应用于短路电流和光电动势范围内。     

硅HBT工作频率高达53GHz

<正>据《Electronic Design》1992年第9期报道,一种工作频率高达53GHz的硅衬底异质结双极晶体管由Daimler-奔驰研究室研制成功。该公司称,只有纽约约克郡的IBM研究室获得了类似的速度性能。这一进展使得将高频器件和普通硅电路集成在同一芯片上成为可能。这种异质结双极晶体管不仅在速度上优于普通硅器件,而且具有更好的电流放大、低噪声和低功耗性能。     

基于能带调制模型的高压增强型AlGaN/GaN HFET器件

提出了一种能带调制模型,通过在异质结界面处引入负离子电荷(如氟离子)调制异质结处的局部能带分布,实现了对异质结界面处的高密度2DEG的改变。基于能带调制模型,提出了一种复合调制沟道AlGaN/GaNHFET器件。通过在增强型沟道调制区和RESURF调制区分别引入不同剂量的负离子,不仅实现了增强型器件,而且可以降低尖峰电场,优化异质结电场分布,提高器件击穿电压。通过器件仿真软件对其器件工作原理进行了模拟分析,并通过实验结果表明,其器件品质因子FOM由传统器件的4.8MW.cm-2提高到26.7MW.cm-2。