增强型GaN绝缘栅HEMT线性电荷控制解析模型

基于MIS理论和含极化的泊松方程,应用费米能级与二维电子气密度线性近似,并考虑计入了绝缘体/AlGaN界面的陷阱或离子电荷,导出建立了适用于增强型且兼容耗尽型AlGaN/GaN绝缘栅HEMT的线性电荷控制解析模型。研究表明,Insulator/AlGaN界面陷阱密度在1013cm-2数量级;基于该模型的器件转移特性的理论结果与器件的实测转移特性数据比较符合。该模型可望用于器件性能评估和设计优化。     

微加速度计机械与电学一体化仿真模型

针对目前MEMS微加速度计机械和电路仿真各自脱节的现状,基于PSPICE软件,综合了敏感质量块机械、偏置电压静电力和接口电路3部分,提出了机械与电学一体化仿真模型。模型实现了敏感质量块大位移情形仿真,突破了已有仿真模型对该质量块的中点小位移近似。利用该模型,得到大位移情况下加速度计能承受的最大阶跃和脉冲加速度信号值,经过与经典理论公式比较,误差小于3%。进一步,通过在不同偏置电压开环模式下灵敏度仿真与实验值的比较,当敏感质量块处于小位移状态时,误差小于5%;处于大位移状态,小于10%。因此,仿真模型与经典理论公式以及实验值比较接近,可应用于微加速度计的仿真和物理过程再现,从而有助于该类微机械电子器件的进一步研究。     

集装箱箱号字符的粗定位方法

提出了—种集装箱箱号字符粗定位方法。诙方法利用了字符的固有特性和精号字符的摊列特性，先对图像进行边缘提取，过滤明显的非字符边缘，再利用数学形态学中的闭运算和开运算使字符区域粘连，对连通区域进行处理．剔除非字符区域，从而得到箱号字符的大概位置。     

适于PMOSFET的局部双轴压应变Si0.8Ge0.2的生长

通过控制局部双轴压应变SiGe材料的缺陷、组分与厚度,设置了多晶Si侧壁与Si缓冲层的特别几何结构.采用固态源分子束外延MBE设备生长了适于PMOSFET器件的局部双轴压应变Si0.8Ge0.2材料.经SEM、AFM、XRD测试分析,该材料表面粗糙度达0.45nm;Si1-xGex薄膜中Ge组分x=0.188,厚度为37.8nm,与设计值较接近;穿透位错主要由侧壁界面产生,集中在窗口边缘,密度为(0.3～1.2)×10.cm-2;在表面未发现十字交叉网格,且Si0.8Ge0.2衍射峰两侧干涉条纹清晰,说明Si0.8Ge0.2与Si缓冲层界面失配位错已被有效抑制.测试分析结果表明,生长的局部双轴压应变SiGe材料质量较高,可用于高性能SiGe PMOSFET的制备与工艺参考.     

括非耗尽势垒层的AlGaN/GaN MIS-HFET电荷控制解析模型

An analytical charge control model considering the insulator/AlGaN interface charge and undepleted AlGaN barrier layer is presented for AlGaN/GaN metal–insulator–semiconductor heterostructure field effect transistors (MIS-HFETs) over the entire operation range of gate voltage. The whole process of charge control is analyzed in detail and partitioned into four regions: I—full depletion, II—partial depletion, III—neutral region and IV—electron accumulation at the insulator/AlGaN interface. The results show that two-dimensional electron gas (2DEG) saturates at the boundary of region II/III and the gate voltage should not exceed the 2DEG saturation voltage in order to keep the channel in control. In addition, the span of region II accounts for about 50% of the range of gate voltage before 2DEG saturates. The good agreement of the calculated transfer characteristic with the measured data confirms the validity of the proposed model.     

AlGaN/GaN HEMT栅阶跃脉冲响应实验研究

通过对AlGaN/GaN HEMT漏极电流栅阶跃脉冲响应实验测试,发现栅脉冲相同时,HEMT开启时间在线性区随VDS增加而增加,而在饱和区随VDS增加而减小;在VDS一定时,器件开启时间随栅脉冲低电平的降低而增加。基于表面态电子释放过程与ID、VDS和阶跃脉冲之间关系的分析,提出了用快电子与慢电子释放两种过程来解释表面态电子弛豫,并建立漏极电流响应过程拟合算式。拟合得到与快、慢电子释放相关的时间常数分别为τ1=0.23s、τ2=1.38s,且拟合曲线与实验结果的最大误差不超过测试值的3%。该研究结果有助于电流崩塌机理的进一步探索。     

AlGaN/GaN HEMT击穿特性与受主陷阱相关性研究

通过计算沟道电场的分布,研究了受主陷阱对AlGaN/GaN HEMT器件击穿特性的影响.研究发现,有受主陷阱的条件下,漏端出现电场峰值,栅端电场峰值被大幅度削减.当Vg=0 V,Vd=60 V,受主陷阱浓度NA=1×10(17)cm-3时,栅端电场峰值与不加受主陷阱时相比可下降到56%.受陷阱电荷影响,当击穿电压大于某个电压时,漏端电场峰值超过栅端电场峰值,此时,击穿发生在漏端.该仿真结果修正了HEMT击穿总发生在栅端边缘处的传统看法.     

GaN基HEMT电流崩塌现象相关的表面陷阱效应

采用脉冲测试方法研究了与GaN基HEMT电流崩塌相关的表面陷阱效应。对特制的无台面器件进行的实验证实了表面陷阱之间存在输运过程。数据表明,当栅应力持续时间足够长时,被充电的表面陷阱会达到某种稳态。该稳态是包含了陷阱俘获与释放过程的动态平衡态。     

GaNHEMT栅源与栅漏表面态与电流崩塌相关性探讨

基于实验测试数据,综合分析了栅源、栅漏串联电阻增大后电流崩塌I-V曲线变化差异。研究表明:在脉冲测试条件下,RS增大,栅下沟道开启程度减弱,漏电流ID变小;RD增大,栅下沟道漏端等效漏电压减小,膝电压VKNEE变大。该实验结果可望通过RD与RS表征研究导致GaNHEMT电流崩塌的表面态变化。     

栅脉冲条件下GaN MESFET电子温度分布仿真

利用数值模拟仿真对GaNMESFET在栅脉冲条件下的电子温度分布进行了研究。结果表明,在器件的栅下靠近漏端一侧的沟道处电子温度最高,当栅脉冲电压为-18V时可达6223K,并且电子温度从最高点向四周逐渐降低最后与晶格温度(300K)达到一致。同时还发现,电子温度与电场方向和电子电流方向密切相关,电子温度的最高点并不在电场的极大值处,而是在电场方向与电子电流方向一致之处。