二氧化硅薄膜驻极体的电荷特性

对二氧化硅薄膜驻极体中几种主要电荷的基本特性－固定氧化物电荷的特性特性、氧化物陷阱电荷的特性及硅－二氧二硅界面陷阱电荷的特性进行了分析。     

新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生SOI NMOSFET界面陷阱和界面电荷的研究

报道了用新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生的SOI-MOSFET界面陷阱和界面电荷的理论和实验研究.理论分析表明:由于正向栅控二极管界面态R-G电流峰的特征,该峰的幅度正比于热载流子应力诱生的界面陷阱的大小,而该峰的位置的移动正比于热载流子应力诱生的界面电荷密度. 实验结果表明:前沟道的热载流子应力在前栅界面不仅诱生相当数量的界面陷阱,同样产生出很大的界面电荷.对于逐渐上升的累积应力时间,抽取出来的诱生界面陷阱和界面电荷密度呈相近似的幂指数方式增加,指数分别为为0.7 和0.85.     

新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生SOI NMOSFET界面陷阱和界面电荷的研究

报道了用新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生的SOI-MOSFET界面陷阱和界面电荷的理论和实验研究.理论分析表明:由于正向栅控二极管界面态R-G电流峰的特征,该峰的幅度正比于热载流子应力诱生的界面陷阱的大小,而该峰的位置的移动正比于热载流子应力诱生的界面电荷密度. 实验结果表明:前沟道的热载流子应力在前栅界面不仅诱生相当数量的界面陷阱,同样产生出很大的界面电荷.对于逐渐上升的累积应力时间,抽取出来的诱生界面陷阱和界面电荷密度呈相近似的幂指数方式增加,指数分别为为0.7 和0.85.     

硅基N沟道VDMOS不同偏置下总剂量效应研究

通过⁶⁰Co γ射线辐照试验,研究了不同栅极和漏极偏置下硅基N沟道VDMOS器件的总剂量效应,获得了器件的电学特性与低频噪声特性随辐射总剂量的变化规律。试验结果表明：受辐射诱生的氧化物陷阱电荷与界面陷阱电荷的影响,在栅极偏置为+20 V时,器件的电学特性随累积剂量的增大而退化明显。通过退火试验发现,相比于导通电阻和正向压降,阈值电压、漏电流、亚阈值摆幅和输出电容对于总剂量辐射更加敏感。而在低频噪声特性方面,辐照后器件的沟道电流归一化噪声功率谱密度与正栅极偏置呈现正相关性,与负栅极偏置呈现负相关性。在不同漏极偏置条件下,辐照后器件的沟道电流归一化噪声功率谱密度降低,且基本重合。依据噪声模型,认为N沟道VDMOS内部局域电场分布对辐射感生陷阱电荷的形成影响显著,导致器件Si/SiO₂界面或者附近的载流子与陷阱交换引起的沟道电流波动不同,成为低频噪声主要来源。研究结果可为N沟道VDMOS器件的辐射效应评估、筛选和抗辐射加固设计提供参考。     

低能X射线对NMOST的辐照损伤及退火特性

本文研究了NMOS晶体管低能X射线辐照后氧化物陷阱电荷的产生、界面态的性质及空穴陷阱的退火特性等问题。实验结果表明,电离辐照产生的界面态具有施主性和受主性,而氧化物陷阱电荷引起的电压变化在退火过程中,随外加偏置电场极性的不同,表现出可逆性,它对晶体管阈值电压的变化起着决定性的作用。     

GaN基HEMT器件的表面陷阱电荷输运过程实验研究

基于特制的无台面AlGaN/GaN HEMT,设计了一种实验方法,用以研究AlGaN/GaN外延表面陷阱态间的电荷输运过程。经实验证实,在器件电流崩塌效应中,存在表面陷阱电荷输运,并确定了相关时间常数。针对应力后电流崩塌驰豫过程,实验监测到小于0.1 s和大于10 s两类时间常数,其中较大的常数对应于表面陷阱电荷的输运过程。此结论可望用于对AlGaN/GaNHEMT电流崩塌效应进一步的理论探索和相关的器件研究。     

一种减少VDMOS寄生电容的新结构

分析影响VDMOS开关特性的各部分电容结构及参数,为了减少寄生电容,提高开关速度,在此提出一种减少VDMOS寄生电容的新型结构.该方法是部分去除传统VDMOS的neck区多晶硅条,并利用多晶硅作掩模注入P型区,改变VDMOS栅下耗尽区形状,减小寄生电容.在此增加了neck区宽度,并增加了P阱注入.利用TCAD工具模拟,结果表明:这种新型结构与传统VDMOS相比,能有效减小器件的寄生电容,减少橱电荷量,提高开关时间,提高器件的动态性能.     

偏置条件对NMOS器件X射线总剂量效应的影响

采用10 keV X射线,对NMOSFET在不同偏置条件下进行总剂量辐射,分析了辐照前后辐射感生的氧化物陷阱电荷与界面态电荷对MOS器件阈值电压的影响以及辐射导致漏电现象.实验结果表明,对于NMOSFET,On偏置条件是最劣偏置条件,Off偏置条件是最优偏置条件.     

界面电荷对圆柱形高kVDMOS的影响仿真研究

相比于传统VDMOS,超结耐压层结构和高k介质耐压层结构VDMOS能实现更高的击穿电压和更低的导通电阻.通过仿真软件,对3D圆柱形高k VDMOS具有、不具有界面电荷下的各种结构参数对电场分布、击穿电压和比导通电阻的影响进行了系统总结.研究和定性分析了击穿电压和比导通电阻随参数的变化趋势及其原因.对比导通电阻和击穿电压...     

基于陷落电荷效应的非晶硅TFT的开态电流模型

对非晶硅薄膜晶体管,提出基于陷落电荷和自由电荷分析的新方法。考虑到带隙中指数分布的深能态和带尾态,给出了基于阈值电压的开启区电流模型。定义阈值电压为栅氧/半导体界面处陷落于深能级陷阱态的电荷与陷落于带尾态的电荷相等时所对应的栅压。电流模型中,引入一陷落电荷参数β,此参数建立了电子的带迁移率与有效迁移率之间的关系。最后,将电流模型同时与Pao-Sah模型和实验数据进行比较和验证,结果表现出很好的一致性。     

减小VDMOS密勒电容和反向恢复电荷的研究

提出了在VDMOS FET中减小密勒电容和反向恢复电荷的一种新结构，该结构结合了肖特基接触和分段多晶硅栅的方法。数值分析仿真结果表明，在相同器件单元尺寸下，该结构优于常规VDMOS FET，密勒电容Cgd可减少73．25％，Qgd和导通电阻优值减小65．02％，显示出很好的Qgd*Rds（on）改善性能；同时，反向恢复电荷减少了40．76％。     

高压超结VDMOS结构设计

为改善高压功率VDMOS击穿电压和导通电阻之间的平方率关系,采用超结理论及其分析方法,结合电荷平衡理论,计算了超结VDMOS的理想结构参数,并利用仿真软件SILVACO对超结VDMOS的各个工艺参数(外延厚度,P柱掺杂剂量,阈值电压)进行了优化设计,对器件的正向导通特性和反向击穿特性进行了仿真分析。最终设计了一个击穿电压为815V,比导通电阻为23mΩ.cm2的超结VDMOS。     

Analytical modelling of electrical characteristics in γ-irradiated power VDMOS transistors

This paper deals with an analysis of γ-irradiation effects on basic electrical characteristics of power VDMOS transistors operated in both linear and saturation regions. First, an analytical model that yields the drain current and transconductance dependencies on gate oxide charge density is developed. The experimental data are utilized to establish a direct relation between the absorbed irradiation dose and the corresponding effective density of gate oxide charges. The drain current and transconductance of VDMOS devices are then modelled as the functions of radiation dose. Finally, the results of modelling are compared with experimental data.     

多晶硅部分剥离技术对抗辐照VDMOS动态特性的影响

在考虑VDMOS器件的抗辐照特性时,为了总剂量辐照加固的需求,需要减薄氧化层的厚度,然而,从VDMOS器件的开关特性考虑,希望栅氧化层厚度略大些。本文论证了在保证抗辐照特性的需求的薄氧化层条件下,采用漂移区多晶硅部分剥离技术以器件动态特性的可行性,研究了该结构对器件开启电压、击穿电压、导通电阻、寄生电容、栅电荷等参数的影响,重点研究了漂移区多晶硅窗口尺寸对于VDMOS动态特性的影响。模拟结果显示,选取合理的多晶硅尺寸,可以降低栅电荷Qg,减小了栅-漏电容Cgd,减小器件的开关损耗、提高器件的动态性能。     

一种集成RC吸收器的低EMI分离栅VDMOS

为满足高速、高集成度和低EMI的要求,提出了一种分离栅VDMOS器件。通过在JFET区集成梳状MOS电容、漂移区电阻,构成内部集成RC吸收器,减小了器件关断过程中漏端电压斜率dV_ds/dt和电流斜率dI_d/dt。仿真结果表明,相比于常规VDMOS,该VDMOS的漏端过冲电压从535 V降低到283 V,抖动频率从42 MHz降低到33 MHz,抖动持续时间从65 ns缩短到30 ns。     

低频率电荷泵锁相环设计

设计一款音频范围内的电荷泵锁相环,采用动态D触发器鉴频鉴相器及电流舵差分输入电荷泵。压控振荡器采用了对电容充放电的形式产生震荡波形,实现低频输出。采用HHNEC BCD035工艺并用Cadence软件实现仿真,实现250 kHz频率锁定,锁定时间为80μs,锁定时相位差为75 ns且压控振荡器控制电压纹波为5 mV。     

基于电荷控制压电陶瓷驱动方法的研究进展

压电陶瓷驱动器在电场作用下将产生迟滞和蠕变。从而降低其定位精度。采用电荷控制可以减小位移迟滞和蠕变。该文从电流源电荷反馈和电压源电荷反馈两个角度，总结国内外各种电荷控制方案，进而提出应该优先选用电流源驱动压电陶瓷，并根据应用场合不同选择相应电荷控制方法的结论。     

HBT空间电荷区复合电流的解析模型

建立了异质结双极晶体管ＥＢ结空间电荷区复合电流的解析模型,基于该模型计算出了不同基区掺杂浓度下空间电荷区的复合率,获得了空间电荷区复合电流随外加电压的变化关系。     

A static, physical VDMOS model based on the charge-sheet model

A physically based VDMOS model is derived based on the charge-sheet analysis. This is the first time a charge-sheet approach has been successfully used to model VDMOS. The continuous nature of the charge-sheet model results in a continuous I-V model for VDMOS from subthreshold to saturation. The generalized form of the charge-sheet model enables the physical modeling of the nonuniform doping through the MOS channel region of the VDMOS. A physical model of the drift region is combined with the channel model to give a complete physical system of equations which is solved numerically. The model includes detailed calculations of the drift region parameters including the variation of the internal depletion widths with external bias. The physical, continuous behavior of the model provides easy extraction of small signal parameters and interelectrode capacitances. PISCES simulations are used extensively during the development to provide physical insight into the device behavior. Test measurements of VDMOS are used to verify the model