Si3N4栅MOS器件的隧穿电流模拟

随着MOS器件尺寸按比例缩小到亚100 nm时代,栅绝缘层直接隧穿(Direct Tunnel-ing,DT)电流逐渐增大.使用Si3N4材料作为栅介质,利用其介电常数高于SiO2的特性,可以在一定时期内有效地解决隧穿电流的问题.文章在二维器件模拟软件PISCES-II中首次添加了模拟高k材料MOS晶体管的器件模型,并对SiO2和Si3N4栅MOS晶体管的器件特性进行了模拟比较.     

一种计算HEMP 双指数模型特征参数的新方法*

高空核电磁脉冲(HEMP)一般利用双指数模型进行模拟,文中分析了该模型各特征参数之间的函数关系.提出了一种利用HEMP波形的物理参数计算双指数模型特征参数的新方法,并对该方法进行数值计算验证.该方法相对于以往计算模型特征参数的方法降低了计算难度,提高了计算效率.     

B样条函数在短沟道MOS器件直流特性模拟中的应用

本文提出了采用B样条函数模拟MOS器件直流特性的新方法。基于“张量积”原理和重结点技巧,推导出满足MOS器件边界约束条件的三维二次B样条函数最小二乘法的数学模型,并开发了相应的 SMDC程序(Simulation for MOS DC Characteristics). 该程序对沟道长度分别为 8、5、3和 0.39μm的MOS器件直流特性的模拟结果表明,所有器件的计算值与测量值相符得很好,在器件的工作范围内,全部数据的平均相对误差只有2％左右.在IBM370/148机器上运行SMDC程序时,计算一个I_(DS)数据的CPU时间为0.1秒. 与集成电路通用模拟程序SPICE中的MOS解析模型相比较,SMDC程序在模拟短沟道MOS器件、尤其是沟道长度小于1μm的亚微米器件的直流特性的精度方面,具有明显的优越性.     

亚50nm自对准双栅场效应晶体管的量子和短沟道效应的研究

采用有限元法自洽求解泊松-薛定谔方程,数值模拟了一种新型的亚50nm N沟道双栅MOS场效应晶体管的电学特性,系统阐述了尺寸参数对短沟道效应的影响规律.比较了不同尺寸参数下的亚阈值摆幅、阈值电压下跌和D IBL效应以及沟道跨道,获得了最佳硅鳍宽度(Tfin)和栅极长度(Lg)参数.模拟结果与实验数据的经典数值模拟进行了比较,表明由于电子束缚效应对器件性能的影响,考虑量子效应对F inFET器件的性能优化尤其重要.     

N-掺杂浓度对小尺寸nMOSFETs热载流子寿命的影响*

从模拟和试验二方面对N区的结构参数影响器件可靠性的规律进行了细致的研究.考虑到工艺条件,主要讨论N-区的掺杂浓度(NN-)的变化对器件可靠性的影响.通过模拟和从实际工作中得到的结果,对于0.35-1.2μm器件,我们将N区的掺杂浓度优化为7×1017-1×1018/cm3.利用优化结果进行试验生产,并对器件寿命进行测量的结果表明,沟道长度0.8μm以上的均可以在5V的电源电压下可靠地工作10年(工业标准);0.4μm的器件,可以在4V的电源电压下达到10年的工作寿命(热载流子寿命).     

Si3N4钝化层质量分析研究

采用扫描电镜(SEM)、X光电子能谱仪(XPS)、二次离子质谱仪(SIMS)等多种微分析手段对失效器件芯片表面生成物产生原因进行了分析,同时结合器件制备工艺和器件可靠性实验分析了Si3N4钝化层质量与工艺的关系.通过大量分析实验,确定了器件失效的重要原因是Si3N4钝化层存在缺陷而导致器件因表面漏电而失效.实验结果表明,将Si3N4钝化层中SiOx含量控制在10%以下,器件管壳内水分控制在1%以下,器件经过100O h电老化后芯片表面无生成物产生.     

0.13μm MOSFET 器件的可靠性分析技术

随着大规模集成化芯片上的器件尺寸微型化，MOSFET器件的按比例缩小的一个突出的影响是饱和区趋向消失，给器件特征参数(饱和电流，饱和电压，阈值电压，载流子迁移率)的确定和可靠性评估带来困难。为解决微小尺度的各种功能器件关键参数的直接提取及建立一种在线的综合检测与可靠性分析技术，本文运用一种新的数据处理运算概念，即比例差值算符，揭示了元器件的另一种本征特性——比例差值特性。经过严格的理论与实验证明，只要代表元器件性能的函数满足比例差值谱函数定理，那么元器件的比例差值特性具有谱峰，其谱峰的位置，谱峰的高度决定了元器件的基本性质，使得元器件特征参数的确定可以在最佳状态(准理想状态)下实现，为微尺度器件的在线质量检测与可靠性判定提供了新的依据。     

电极性质对异质结OLED光电性能的影响

采用空热蒸发技术制备了结构为ITO/N,N′-bis(naphthalen-1-yl)-N,N′-bis(phenyl)-benzidine (NPB)/tris-(8-hydroxyquinoline)-aluminum (AlQ)/Mg-Ag/Al的异质结结构有机电致发光器件(OLED),研究了ITO电极性质对OLED器件启亮电压、驱动电压、发光亮度和发光效率等光电性能的影响.实验结果表明,电极性质显著影响OLED器件性能,优化的电极性质通过改善电极与有机层之间的界面特性,从而改善器件的光学和电学性能.     

基于MOSFET比例差值特性的器件表征方法

利用比例差值方法给出了 MOS器件的一种新特性——比例差值输出特性 ,该特性具有谱峰特征 ,其峰位、峰高与器件的特征参数相关 .采用了一个分析模型来表征谱峰与器件特性参数关系 ,可以直接提取 MOS器件特征参数 .模型计算结果与实验数据保持了很好的一致性 .实际测量中不同衬底条件和不同的比例差值常数对提取参数的影响也作了分析     

用于ESD防护的PDSOI NMOS器件高温特性

研究了基于0.18μm部分耗尽型绝缘体上硅(PDSOI)工艺的静电放电(ESD)防护NMOS器件的高温特性。借助传输线脉冲(TLP)测试系统对该ESD防护器件在30~195℃内的ESD防护特性进行了测试。讨论了温度对ESD特征参数的影响,发现随着温度升高,该ESD防护器件的一次击穿电压和维持电压均降低约11%,失效电流也降低近9.1%,并通过对器件体电阻、源-体结开启电压、沟道电流、寄生双极结型晶体管(BJT)的增益以及电流热效应的分析,解释了ESD特征参数发生上述变化的原因。研究结果为应用于高温电路的ESD防护器件的设计与开发提供了有效参考。     

考虑量子力学效应的超薄栅氧nMOSFET's直接隧穿电流二维模型

研究了超薄栅氧MOS器件的直接隧穿(direct tunneling,DT)电流模型问题.利用修正的WKB近似方法(modified WKB,MWKB)得到电子隧穿栅氧的几率,利用修正的艾利函数(modified Airy function,MAF)方法计算得到在高电场条件下载流子的量子化能级,从而计算出在不同偏置条件下的DT电流.模型实现了nMOSFET's栅隧穿电流的二维模拟,可以模拟在不同栅漏偏置条件下的器件工作情况,具有较广泛的适用性.通过对比表明,本模型能够与实验结果很好地吻合,且速度明显优于数值方法.利用模型可很好地对深亚微米MOS器件的栅电流特性进行预测.     

电路板路内测试维修仪的设计与使用

鉴于目前电子系统和设备向极端化方向（小型化或大型化）发展,内部电路的高集成度、功能模块化、结构一体化等特点,给设备维修、尤其是无图纸的维修带来了困难。为此设计了路内测试维修仪,提出了该仪器核心部件激励源的设计方案;通过试验得出常用器件的模拟特征参数和常见故障VI曲线;提出了通过与器件并联方式检测电路板上器件的端口特性,利用数字示波器的接口、存储功能,判断器件的特征参数和功能特性好坏的方法,对电子设备维修和教学带来了便利。     

考虑量子力学效应的超薄栅氧nMOSFET's直接隧穿电流二维模型

研究了超薄栅氧MOS器件的直接隧穿(direct tunneling,DT)电流模型问题.利用修正的WKB近似方法(modified WKB,MWKB)得到电子隧穿栅氧的几率,利用修正的艾利函数(modified Airy function,MAF)方法计算得到在高电场条件下载流子的量子化能级,从而计算出在不同偏置条件下的DT电流.模型实现了nMOSFET's栅隧穿电流的二维模拟,可以模拟在不同栅漏偏置条件下的器件工作情况,具有较广泛的适用性.通过对比表明,本模型能够与实验结果很好地吻合,且速度明显优于数值方法.利用模型可很好地对深亚微米MOS器件的栅电流特性进行预测.     

半导体器件

Y90-62009-407 0003760耿氏二极管的基本原理与制造=The Gunn-diode:fun-damentals and fabrication[会,英]/van Zyl,R.& Per-old,W.//Proceedings of the 1998 South African Sympo-sium on Communications and Signal Processing(COM-SIG’98).—407～412(PC)简单介绍了耿氏二极管。讨论了耿氏振荡的基本原理,并通过相关模拟予以说明。给出了典型的空腔耿氏二极管模拟。介绍了低功率耿氏二极管制造过程。参6N2000-06366 0003761电子情报通信学会技术研究报告:硅材料与器件SDM98-210～222(信学技报,Vol.98,No.652)[汇,日]/日本电子情报通信学会.—1999.03.—89P.(L)本文集为 MOS 器件技术、SOI 衬底与器件技术专     

MoO3作空穴注入层的绿光有机电致发光器件制备及其性能研究

用真空热蒸镀的方法制备了绿光有机电致发光器件,并对其工艺流程进行了详细的描述。器件结构为ITO/MoO3(xnm)/N,N′-diphenyl-N,N′-bis(1-naphthyl)-(1,18-biphenyl)-4,4-diamine(NPB)(40nm)/tris(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq3)(60nm)/LiF(1nm)/Al(150nm),其中x=0,5nm。实验中,对ITO基片进行氧等离子体表面处理,能够有效减小ITO表面的接触角。通过对器件的光电性能测试,研究了MoO3作空穴注入层对有机电致发光器件性能的影响。实验结果表明,空穴注入层MoO3的最高占据分子轨道(HOMO)能级较好的与ITO功函数匹配,降低了空穴注入势垒,提高了器件的发光亮度和效率。当外加电压小于10V时,器件的电流密度随外加电压的增加而增加,但变化不明显;当外加电压大于10V时,器件的电流密度明显增强,发光色度几乎不随驱动电压的改变而改变,色坐标稳定在(0.36,0.55)附近。     

基于FD-BPM方法的阵列波导光栅模拟

给出了一种采用FD-BPM方法对整个阵列波导光栅(AWG)器件进行方便而精确地模拟的方法和一个AWG设计实例的模拟结果,并对模拟结果进行了分析.由模拟得到的器件基本参数与实际设计值符合得很好.     

基于FD-BPM方法的阵列波导光栅模拟

给出了一种采用FD-BPM方法对整个阵列波导光栅(AWG)器件进行方便而精确地模拟的方法和一个AWG设计实例的模拟结果,并对模拟结果进行了分析.由模拟得到的器件基本参数与实际设计值符合得很好.     

N-LDMOS热载流子注入效应的分析和优化

研究了一种N-LDMOS器件的热载流子注入效应,分析了热载流子效应产生的机理、对器件性能以及可靠性的影响,提出了改进方法.为了降低此器件的热载流子注入效应,我们利用华润上华公司提供的ISE软件对N-LDMOS高压工艺进行模拟,根据模拟结果调整了器件结构,通过增大器件的场板长度、漂移区长度以及增加N阱与有源区的交叠长度等措施,使得相同偏置条件下,表征热载流子注入强度的物理量——器件衬底电流降为改进前的1/10,显著改善了该器件的热载流子注入效应.     

基于RTD和HEMT的单稳多稳转换逻辑(MML)模拟

用 PSpice对一种由串连的 RTD和 HEMT组成的单稳多稳转换逻辑 (MML)电路进行了模拟。基于自行研制的 RTD的特性曲线提取了合适的器件模型和参数 ,分析了由输入信号调节器件的峰值电流来控制器件翻转次序从而在 MML电路中实现门函数逻辑的原理并由模拟得以证实。     

4H-SiC双层浮结肖特基势垒二极管温度特性研究

为了增强器件高温条件下的适应性,对4H-SiC双层浮结肖特基势垒功率二极管的温度特性进行了研究.结果表明,当温度变化时,器件的阻断电压、通态电阻、反向漏电流及开关时间等电学性质均要发生一定的变化.作为一种基于浮结技术的sic新器件,通过数值模拟方法对其特征参数进行优化,可使其承载电流能力、阻断特性和开关速度等得到进一步...