带门极双层Si-δ-掺杂GaAs中的奇特非线性耗尽

报道了带门极双层Si-δ-掺杂GaAs样品中的二维电子系统Hall效应的低温测量实验,观察到了电子耗尽过程中电子浓度与门电压的奇特、复杂的非线性关系.根据双电容器(由两个δ-掺杂二维电子层和一个金属门电极构成)模型的假设和在双对数坐标中电子迁移率与电子浓度呈线性关系的实验结果,解释了这一非线性耗尽现象.     

双异质结双平面掺杂HEMT器件的电荷控制模型

利用泊松方程以及异质结能带理论,通过费米能级-二维电子气浓度的线性近似,推导了基于双异质结双平面掺杂的HEMT器件的电荷控制模型.计算分析了沟道顶部和底部平面掺杂浓度,栅金属与顶部平面掺杂层距离等材料结构尺寸和阈值电压、二维电子气浓度的关系.该模型为优化和预测双平面掺杂HEMT器件性能提供了一个有效手段.     

双异质结双平面掺杂HEMT器件的电荷控制模型

利用泊松方程以及异质结能带理论 ,通过费米能级 -二维电子气浓度的线性近似 ,推导了基于双异质结双平面掺杂的 HEMT器件的电荷控制模型 .计算分析了沟道顶部和底部平面掺杂浓度 ,栅金属与顶部平面掺杂层距离等材料结构尺寸和阈值电压、二维电子气浓度的关系 .该模型为优化和预测双平面掺杂 HEMT器件性能提供了一个有效手段     

HEMT电子迁移率与器件参数关系

本文计算了调制掺杂Ga_(1-x)Al_xA_3-GaAs异质结2DEG场效应晶体管(HEMT)电离中心散射电子迁移率μ_1.给出了μ_1与掺杂Ga_(1-x)Al_xA_s层的厚度d,掺杂浓度N_D,非掺杂的ca_(1-x)Al_xA_s层的厚度δ以及二维电子气的电荷面密度N_s的关系.     

薄外延层RESURF LDMOS完全耐压模型

提出硅基薄外延RESURF LDMOS不全耗尽和完全耗尽的完全耐压模型。基于求解二维Poisson方程,获得该结构二维表面电场和击穿电压的完整解析表达式。借助此模型研究击穿电压与器件结构参数、外延层掺杂浓度和衬底掺杂浓度的关系;在满足最优表面电场和完全耗尽条件下,得到器件优化的RESURF判据。解析结果、MEDICI数值结果和实验结果吻合较好,验证了模型的准确性。     

AlGaN/GaN HFET的优化设计

从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发研究了不同掺杂方式下异质结能带和二维电子气的行为。发现掺杂能剪裁异质结能带的弯曲度、控制电子气的二维特性和浓度。在此基础上研究了不同掺杂方式的掺杂效率。通过掺杂和势垒结构的优化设计,得出了用δ掺杂加薄AlN隔离层的结构,既提高了电子气浓度,又保持电子气的强二维特性。从电子气浓度和栅对电子气的控制力度出发,提出了HFET势垒优化设计中的电子气浓度与势垒层厚度乘积规则。依据二维表面态理论,研究了表面态随帽层掺杂结构的变化。从前述乘积规则和表面态变化出发进行了内、外沟道异质结构的优化设计。优化结构既提高了电子气浓度和跨导,降低了欧姆接触电阻,又抑制了电流崩塌。     

双平面掺杂和单平面掺杂PHEMT器件的性能比较

研制了Al0 .2 4 Ga0 .76 As/ In0 .2 2 Ga0 .78As单平面掺杂PHEMT器件(SH - PHEMT)和双平面掺杂PHEMT器件(DH- PHEMT) ,并对其特性进行了比较.由于采用了双异质结、双平面掺杂的设计,DH- PHEMT能将载流子更好地限制在沟道中,得到更大的二维电子气浓度和更均匀的二维电子气分布,这些都有利于提高器件的性能.因此,DH- PHEMT器件具有更好的线性度,在较大的栅压范围内具有高的跨导和更大的电流驱动能力.这说明DH-PHEMT器件更加适用于高线性度应用的微波功率器件.     

一种非均匀掺杂的全耗尽SOI-MOSFET阈值电压模型(英文)

对垂直于沟道的二维电势分布函数提出了一种新的近似,给出了基于这种近似的杂质浓度呈高斯分布的非均匀掺杂全耗尽SOI-MOSFET的阈值电压解析模型.模型结果与MEDICI数值模拟结果符合得很好,表明了模型的准确性,这为实践中分析与控制非均匀掺杂的全耗尽SOI-MOSFET的阈值电压提供了一种新的途径.     

一种非均匀掺杂的全耗尽SOI-MOSFET阈值电压模型

对垂直于沟道的二维电势分布函数提出了一种新的近似,给出了基于这种近似的杂质浓度呈高斯分布的非均匀掺杂全耗尽SOI-MOSFET的阈值电压解析模型.模型结果与MEDICI数值模拟结果符合得很好,表明了模型的准确性,这为实践中分析与控制非均匀掺杂的全耗尽SOI-MOSFET的阈值电压提供了一种新的途径.     

一种非均匀掺杂的全耗尽SOI-MOSFET阈值电压模型

对垂直于沟道的二维电势分布函数提出了一种新的近似,给出了基于这种近似的杂质浓度呈高斯分布的非均匀掺杂全耗尽SOI-MOSFET的阈值电压解析模型.模型结果与MEDICI数值模拟结果符合得很好,表明了模型的准确性,这为实践中分析与控制非均匀掺杂的全耗尽SOI-MOSFET的阈值电压提供了一种新的途径.     

直流大电压下 GaN HEMT电流崩塌效应探索

基于GaN HEMT器件物理和实验分析测试结果,提出了一种GaN电流崩塌效应的新物理模型.研究表明,在大漏极电压条件下,沟道电子易于注入到GaN缓冲层中,并被缓冲层中的陷阱所俘获,耗尽二维电子气,从而导致电流崩塌效应.该模型描述了电流崩塌效应与缓冲层中陷阱的相互关系,并获得了电流崩塌前后迁移率与二维电子气浓度乘积的归一化值.该结果可望用于GaN HEMT器件进一步的理论探讨和实验研究.     

直流大电压下 GaN HEMT电流崩塌效应探索

基于GaN HEMT器件物理和实验分析测试结果,提出了一种GaN电流崩塌效应的新物理模型.研究表明,在大漏极电压条件下,沟道电子易于注入到GaN缓冲层中,并被缓冲层中的陷阱所俘获,耗尽二维电子气,从而导致电流崩塌效应.该模型描述了电流崩塌效应与缓冲层中陷阱的相互关系,并获得了电流崩塌前后迁移率与二维电子气浓度乘积的归一化值.该结果可望用于GaN HEMT器件进一步的理论探讨和实验研究.     

δ掺杂AlGaAs/GaAsHEMT的二维量子模型

本文我们首次建立了δ掺杂AlGaAs／GaAs高电子迁移串晶体管（HEMT）的二维量子模型，这种模型考虑了HEMT器件沟道中二维电子气的量子特性，根据这个模型，我们应用二维数值模拟方法和自治求解薛定谔方程和泊松方程获得了器件沟道中的二维电子浓度，同时也得到了器件沟道中的横向电场分布和横向电流密度．模拟结果表明二维电子气主要分布在异质结GaAs一侧量子附中．详细讨论了不同栅压和不同漏压下HEMT沟道中的二维电子浓度的分布及变化．     

双平面掺杂和单平面掺杂PHEMT器件的性能比较

研制了Al0.24Ga0.76As/In0.22Ga0.78As单平面掺杂PHEMT器件(SH-PHEMT)和双平面掺杂PHEMT器件(DH-PHEMT),并对其特性进行了比较.由于采用了双异质结、双平面掺杂的设计,DH-PHEMT能将载流子更好地限制在沟道中,得到更大的二维电子气浓度和更均匀的二维电子气分布,这些都有利于提高器件的性能.因此,DH-PHEMT器件具有更好的线性度,在较大的栅压范围内具有高的跨导和更大的电流驱动能力.这说明DH-PHEMT器件更加适用于高线性度应用的微波功率器件.     

直流大电压下GaN HEMT电流崩塌效应探索

基于GaN HEMT器件物理和实验分析测试结果，提出了一种GaN电流崩塌效应的新物理模型. 研究表明，在大漏极电压条件下，沟道电子易于注入到GaN缓冲层中，并被缓冲层中的陷阱所俘获，耗尽二维电子气，从而导致电流崩塌效应. 该模型描述了电流崩塌效应与缓冲层中陷阱的相互关系，并获得了电流崩塌前后迁移率与二维电子气浓度乘积的归一化值. 该结果可望用于GaN HEMT器件进一步的理论探讨和实验研究.     

GaAs PHEMT材料中2DEG浓度的控制与测试研究

设计并使用分子束外延(MBE)方法制备了不同帽层厚度、不同掺杂浓度的双平面掺杂GaAs PHEMT外延材料,采用不同工艺手段控制InGaAs沟道异质结界面的平滑程度。采用非接触霍尔方法对样品二维电子气(2DEG)浓度及迁移率进行测试,并用范得堡法对实验结果加以验证。结果表明,平整异质结界面生长技术能有效控制高迁移率2DEG浓度分布;与范德堡法相比,非接触霍尔方法无破坏性、测试结果可靠,该结果可以用来分析多层结构的PHEMT外延材料中InGaAs沟道界面的生长情况。     

An Analytical Threshold Voltage Model for Fully Depleted SOI MOSFETs

提出了一种新的全耗尽SOI MOSFETs阈值电压二维解析模型.通过求解二维泊松方程得到器件有源层的二维电势分布函数,氧化层-硅界面处的电势最小值用于监测SOI MOSFETs的阈值电压.通过对不同栅长、栅氧厚度、硅膜厚度和沟道掺杂浓度的SOI MOSFETs的MEDICI模拟结果的比较,验证了该模型,并取得了很好的一致性.     

阶梯掺杂P柱区二维类超结LDMOS的研究

提出了一种阶梯掺杂P柱区二维类超结LDMOS结构。漂移区采用P/N柱交替掺杂的方式形成纵向类超结。漂移区的P柱采用掺杂浓度从源端到漏端逐渐变低的变掺杂结构。这种变掺杂P柱区的引入对衬底辅助耗尽效应所带来的电荷不平衡问题进行了调制,使得漂移区可以充分耗尽,提高了耐压。P区变掺杂可以提高N区浓度,降低了导通电阻。与常规二维类超结LDMOS结构相比,击穿电压提高了30%,导通电阻下降了10.5%,FOM提升了87.6%,实现了击穿电压与导通电阻的良好折中。     

全耗尽SOI MOSFETs阈值电压解析模型

提出了一种新的全耗尽SOI MOSFETs阈值电压二维解析模型.通过求解二维泊松方程得到器件有源层的二维电势分布函数,氧化层-硅界面处的电势最小值用于监测SOI MOSFETs的阈值电压.通过对不同栅长、栅氧厚度、硅膜厚度和沟道掺杂浓度的SOI MOSFETs的MEDICI模拟结果的比较,验证了该模型,并取得了很好的一致性.     

全耗尽阶梯掺杂沟道围栅MOSFET二维解析模型

采用分离变量法求解柱坐标系下二维泊松方程,建立了考虑耗尽电荷和自由电荷的全耗尽阶梯掺杂沟道围栅MOSFET的二维体电势模型,并在此基础上得到阈值电压和亚阈值摆幅的解析模型。研究了不同区域长度和漏压下的表面势,分析了不同掺杂的区域长度和掺杂浓度对器件性能的影响。结果表明,与均匀掺杂的GAA MOSFET相比,阶梯掺杂结构不仅降低了漏端电场,而且能更好地抑制短沟道效应和热载流子效应;通过对掺杂区域参数进行优化,可以提高器件的可靠性。