Berechnung eines integrals beim zenereffekt

The theory of the Zener effect according to Houston's method leads to an integral which hitherto has only been solved approximately using the saddlepoint method. In the present paper the integral is computed exactly for all values of the parameter. The mainly interesting asymptotic expression for high values of the parameter gives a value of the integral greater by a factor 3 than the previous approximation.

Résumé

La théorie de l'effet Zener d'après la méthode d'Houston mène à une intégrale qui jusque récemment n'avait été résolue qu'approximativement par la méthode du point d'attache. Dans cet article, l'intégrale est calculée exactement pour toutes les valeurs du paramètre. L'expression asymptotique la plus intéressante pour de grandes valeurs du paramètre donne à l'intégrale une valeur trois fois plus grande que celle de l'approximation précédente.     

Piezowiderstandseffekt in BaTiO3-Halbleitern

BaTiO₃ semiconductors show a strong dependence on pressure of the electrical resistance. The impedance behaviour reveals this piezo resistance effect to be mainly localized in the grain boundary barriers which are also responsible for the anomalous increase of the resistance above the Curie temperature. The dependence of the resistance on both the temperature and the stress near the Curie point may be explained by the height of the potential barriers which is ferroelectrically controlled.

Résumé

Les semiconducteurs en TiO₃Ba démontrent une forte dépendance da la résistance électrique en fonction de la pression. Le comportement de l'impédance démontre que cet effet piézo-résistif est surtout localisé dans les barrières de reobrds de grain qui sont aussi responsables de l'augmentation anormale de la résistance au-dessus de la température Curie. La dépendance de la résistance en fonction de la température et de l'effort près du point Curie peut être expliquée par la hauteur des barrières de potentiel qui est contrôlée ferroélectriquement.     

Die reinheit der chemikalien in hinsicht auf die produktion von halbleiterbauelementen. II

The concentration dependence of adsorption and deposition of cations from etching and non-etching solutions of germanium and silicon surfaces was investigated. Differences in the contamination of the surfaces were found to be several orders depending on adsorption or electrochemical deposition of cations. The electrochemical deposition of cations from aqueous solutions was found to be a process depending on diffusion. A decrease of the reverse voltage characteristics has been noticed in the region from 10¹⁴ to 10¹⁶ impurity atoms/cm².

Résumé

On a étudié la dépendance de la concentration de l'adsorption et de la désorption des cations de solutions corrosives et non-corrosives des surfaces de germanium et de silicium. On a trouvé que la différence dans la contamination des surfaces était de plusieurs ordres dépendant de l'adsorption ou la dissipation électro-chimique des cations. La dissipation électro-chimique des cations dans les solutions aqueuses se presentait en procédé dépendant de la diffusion. Une diminution des caractéristiques de tension inverse a été remarquée dans la région comprenant de 10¹⁴ a 10¹⁶ atomes/cm² d'impuretés.     

Analogsimulation der dynamischen grossignaleigenschaften zweidimensionaler transistorstrukturen

Systematical investigations of the dynamic large signal behaviour of two-dimensional bipolar transistor structures with numerical methods are very time consuming and require extensive data handling. Based on the RCI-Model, however, the electrical analog simulation of the dynamic behaviour is possible without major problems. The real time observations of the parameters during the simulation facilitates the investigation of physical effects.

The present paper reports on the electronical realization of a two-dimensional analog model. It is demonstrated which parts of the model circuit are relevant for the terminal behaviour in particular operating modes. These subcircuits are optimal physical equivalent circuits for the appropriate operating modes.

Systematical measurements on models show a number of new aspects concerning the interactions between majority and minority carriers. For each such case reasonable explanations are given. Comparison measurings on actual transistors show good agreement qualitativly with the terminal behaviour of the model.

Résumé

Jusqu'à présent il n'est pas possible de rechercher systématiquement la réaction dynamique des transistors bipolaires à jonction, aux signaux forts avec des méthodes numériques. Car l'exigence donnée aux calculateurs est trop élevée. Par contre le modèle RCI couvient très bien pour la simulation électrique avec un modèle analogue de la réation dynamique et cela sans grands efforts.

Cet article décrit la réalisation electronique d'un modèle analogue à deux dimensions. Des exemples montrent quelles parts du circuit du modèle sont important pour la réaction aux bornes pour les differents modes de fonctionnement. Cettes parts du circuit répresentent des circuits équivalents optimaux pour les modes d'operation differents.

Des mésures systématiques avec le modèle montrent quelques aspects nauveaux concernant les actions mutuelles entre des porteurs majoritaires et minoritaires.

Des mésures de comparaisons avec des transistors réels correspondent bien qualitativement avec la réaction aux bornes du modèle analogue.     

Ein vorschlag zur verstärkung von plasmawellen in festkörpern mit massenanisotropie

The dispersion and amplification of transverse waves in drifting solid-state plasmas is investigated. The system is represented by the superposition of a wave in the hole plasma and an electron helix. It is found that a left circular-polarized wave near cyclotron resonance of the holes is amplified if both electron and hole cyclotron frequencies are large compared with their collision frequencies, and if the electron drift mobility is much higher than that of the holes. These conditions are fulfilled in a solid with special anistropy of the effective electron and hole masses, e.g. in the trigonal direction of a bismuth single-crystal. However the local theory presented here is only qualitatively applicable in this case since the electron Fermi velocity is much higher than the calculated drift velocity.

Résumé

La dispersion et l'amplification éventuelle d'ondes transversales dans les plasmas glissants des solides font l'objet de l'étude. Le système est représenté par la superposition d'une onde dans le plasma des trous et d'une hélize d'électrons. Il en résulte qu'une onde polarisée circulairement à gauche est amplifée à proximité de la résonance cyclotron des trous lorsque les fréquences cyclotron des électrons et des trous sont beaucoup plus élevées que leurs fréquences de choc et si la mobilité des électrons glissants est grande par rapport à celle des trous. Dans un solide présentant une anisotropie spéciale des masses effectives des électrons et des trous, ces conditions sont en principe remplies p.ex. dans la direction de l'axe trigonal d'un monocristal de bismuth. Les résultats ne sont cependant applicables à ce cas que qualitativement, puisque la vitesse de Fermi des électrons est beaucoup plus granfe que la vitesse de glissement obtenue par le calcul.     

Einfluss des Abstandes Emitter-Basiskontakt auf die Stromverstärkung bipolarer Transistoren

The diffusion of minority carriers from the emitter junction toward the base contact of bipolar transistors with very small dimensions cannot be neglected. The influence of this diffusion on base-current and current-amplification was demonstrated by means of analogue model-measurements. In order to calculate the diffusion toward the base contact an analytical approach is derived for the distribution of the minority carrier density between the emitter region and the base contact. There is reasonably agreement for a comparison between analytical predictions and analogue simulations for typical structures and impurity distributions.

Résumé

Chez les transistors bipolaires aux petites dimensions, la diffusion des porteurs minoritaires ne peut pas être négligée. L'influence de cette diffusion sur le courant de base et sur l'amplification du courant est démontrée par des mesures sur des modèles analogues. Une solution approximative analytique pour la distribution de la densité des porteurs minoritaires entre la région d'émetteurs et le contact de base est dérivée pour le calcul de la diffusion à la contact de base. Un assez bon rapport entre le calcul et le modèle analogue est démontré par des exemples donnés par des zones de base de géométrie typique et des différentes distributions des impurités.     

Die polarisierende wirkung von zweiphasigem indiumantimonid im ultraroten

InSb with inclusions of a second phase with good electrical conductivity shows anisotropic behaviour, if the inclusions consist of thin needles in parallel alignment. Layers made of InSb with aligned inclusions of NiSb or FeSb with a thickness of about 70 μ can be used as infrared polarisers. With InSb---NiSb polarisers a degree of polarisation of more than 99 per cent can be obtained. Coated polarisers exhibit a transmission of more than 40 per cent for light with the electrical vector perpendicular to the needles. The infrared light reflected by InSb---MnSb is partially polarised.

Résumé

L'Antimoniure d'indium avec inclusions d'une seconde phase de bonne conductibilitéélectrique se composant d'aiguilles parallèles montre des qualités optiques anisotropes. Des couches d'InSb---NiSb ou d'InSb---FeSb d'une épaisseur d'environ 70 μ peuvent être utilisées comme polarisateurs dans l'infrarouge. On obtient avec des filtres d'InSb---NiSb un degré de polarisation de 99 pourcents. Des polarisateurs avec une couche antiréflexion montrent une transmission supérieure à 40 pour-cents, le vecteur électrique de la lumière étant perpendiculaire à l'axe des aiguilles. La lumière réflechie par InSb---MnSb est polarisée en partie.     

Un resultat sur l'application de procédés limites de synthèse à des fonctions booléennes (Result of limited synthesis procedures applied to switching)

Lors de l'essai de synthèse d'une fonction Booléenne par une méthode qui ne permet pas d'atteindre toutes les fonctions complètes, la probabilité de succés est plus élevée si la fonction est quelconque (et, en particulier, incomplète) que si elle est complète. On donne ici une limite inférieure du gain moyen. When it is attempted to synthetise a switching function by a given limited method, i.e. one which does not generate all the complete functions, the probability of success is greater on any functions, complete or not, than on a complete one. The letter gives a lower bound on the average gain.     

An extended UTD analysis for RCS computations involving higher order curved surfaces

An extended utd (eutd) solution is developed for the scattering and diffraction of high frequency em fields from higher order (polynomial and spline defined) curved surfaces. The new solution is computationally efficient and overcomes the difficulties of the classic go/gtd/utd solutions near ray caustics and caustic terminations. The approach for constructing the eutd solution is based on a spatial domain radiation integral representation for the scattered field which is then reduced using a uniform asymptotic procedure. Further heuristic modifications are also made and correct the go induced current assumption near the shadow boundaries. New uniform reflection, first order edge diffraction, and zero-curvature diffraction coefficients are then derived and involve higher order phase integrals as canonical functions. Numerical results involving third and fourth order polynomial strips are provided and compare favorably with reference moment method results. abs]Fr|Résumé Une théorie uniforme de la diffraction étendue (eutd) est développée pour la diffraction ? un champ électromagnétique à haute fréquence sur des surfaces de courbure complexe. La nouvelle résolution est intéressante du point de vue du temps de calcul et permet ? éviter les difficultés classiques des méthodes gtd/utd près de certaines caustiques. ? approche prise pour la construction de ? eutd est basée sur une représentation intégrate dans le domaine spatial du champ diffracté, réduite par une procédure asymptotique uniforme. Des modifications heuristiques sont faites qui corrigent le courant ? optique géométrique près de la frontière ? ombre. Des expressions uniformes sont alors déduites qui demandent le calcul ? intégrates de termes possédant une phase ? ordre élevé. Des résultats numériques sont donnés et comparés avec ceux obtenus par une méthode des moments.     

Influence de la réduction de mobilite due au champ transversal sur les caractéristiques des transistors m.o.s. (Influence on the characteristics of m.o.s. transistors of the mobility reduction due to a transverse electric field

La lettre analyse l'effet de la réduction de mobilité des porteurs, sous l'action du champ transversal, surles caractéristiques des transistors m.o.s. On y détermine l'expression du courant de drain en utilisant une dépendence hyperbolique entre la mobilité et le champ transversal. Cette expression est en bonne concordance avec les résultats expérimentaux. Les méthodes de détermination des parametrés intervenant dans la relation IO(VG.VD) sont exposees. The letter deals with the effect of the reduction of the carrier mobility on the characteristics of an m.o.s. transistor when a transverse field is applied. The expression for the drain current is developed by the use of a hyperbolic relation between the mobility and the transverse field, and gives good agreement with the experiment. The determination of the parameters used in the IO(VG.VD) relation is presented.     

Mutual coupling analysis between two broadband dual polarized plate antennas

Broadband antennas arrays with dual cross polarization find important applications in new radar systems conception. Knowledge of the electromagnetic coupling between the radiating elements is essential to define the array characteristics with a right accuracy. In this article, coupling between two broadband dual cross polarized plate radiating elements, is estimated by two different ways. Firstly, an integral method using finite element modelization, leads to accurate solutions about all radiating characteristics of two similar coupled radiating elements, and in particular their mutual impedance. Secondly, analytical formulas approaching the induced surface current distributions, intended to further large size arrays study, are presented at the resonance frequency. Finally, the results of the two methods are compared. abs]Fr|Résumé Les antennes en réseau à large bande et à polarisations croisées trouvent des applications importantes, en particulier dans la conception de nouveaux systèmes radar. La connaissance du couplage électromagnétique entre sources élémentaires rayonnantes est essentielle pour définir les caractéristiques du réseau avec une bonne précision. Dans cet article, le couplage entre deux de ces sources plaquées, à large bande et à polarisations croisées, est évalué par deux méthodes différentes. Dans une première partie, une méthode intégrate, s’appuyant sur une modélisation par éléments finis surfaciques, conduit à des solutions précises de toutes les caractéristiques de rayonnement de ces deux sources couplées et en particulier à leur impédance de couplage. Dans une deuxième partie, des formules analytiques approchées des distributions induites des courants surfaciques, destinées à ? étude ultérieure de réseaux de trés grande taille, sont présentées à la fréquence de résonance. Enfin, les résultats des deux méthodes sont compares.     

Accuracy of conventional inversion charge modeling in scaled down MOS devices

The density of surface inversion charge in MOS structures is typically calculated using the relation Q = cox(V_G − V_T). In the present article we try to quantitatively assess the goodness of this relation in the case of MOS devices scaled down according to constant field scaling and constant voltage scaling principles by comparing the inversion charge given by this relation to the inversion charge obtained by numerically solving the Poisson equation in one dimension. It turns out that while in the case of constant field scaling the conventional relation for inversion charge becomes progressively erroneous, the same is not true for devices scaled down according to constant voltage scaling.     

Independent component analysis by general nonlinear Hebbian-like learning rules

A number of neural learning rules have been recently proposed for independent component analysis (ICA). The rules are usually derived from information-theoretic criteria such as maximum entropy or minimum mutual information. In this paper, we show that in fact, ICA can be performed by very simple Hebbian or anti-Hebbian learning rules, which may have only weak relations to such information-theoretical quantities. Rather surprisingly, practically any nonlinear function can be used in the learning rule, provided only that the sign of the Hebbian/anti-Hebbian term is chosen correctly. In addition to the Hebbian-like mechanism, the weight vector is here constrained to have unit norm, and the data is preprocessed by prewhitening, or sphering. These results imply that one can choose the non-linearity so as to optimize desired statistical or numerical criteria. © 1998 Elsevier Science B.V. All rights reserved.ZusammenfassungFür die ICA (independent component analysis) wurden in jüngerer Zeit mehrere neuronale Lernregeln vorgeschlagen. Diese Regeln werden üblicherweise von informationstheoretischen Kriterien, wie maximale Entropie oder minimale wechselseitige Information, abgeleitet. In dieser Arbeit zeigen wir, daß die ICA tatsächlich mit den sehr einfachen Hebb- oder Anti-Hebb-Regeln durchgeführt werden kann, welche nur wenig Beziehung zu informationstheoretischen Größen haben. Es ist überraschend, daß praktisch irgendeine nichtlineare Funktion für die Lernregel verwendet werden kann, solange man gewährleistet, daß das Vorzeichen des Hebbschen Terms richtig gewählt wird. Zusätzlich zum Hebb-ähnlichen Trainingsverfahren wird der Gewichtsvektor auf die Länge eins normiert und die Daten durch Dekorrelieren vorverarbeitet. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, daß die Nichtlinearitäten so gewählt werden können, daß gewünschte statistische oder numerische Kriterien optimiert werden. © 1998 Elsevier Science B.V. All rights reserved.RésuméUn certain nombre de règles neuronales d’apprentissage ont été récemment proposées pour l’analyse indépendante de composants (ICA). Les règles sont généralement dérivées de critères basés sur la théorie de I’information tels que la maximisation de l’entropie ou la minimisation de l’information mutuelle. Dans cet article, nous montrons qu’en fail l’ICA peut être effectuée par des règles d’aprentissage Hebbienne ou anti-Hebbienne très simples qui peuvent n’avoir qu’une faible relation avec les quantités basées sur la théorie de l’information. De manière plutôt suprenante, pratiquement n’importe quelle fonction non-linéaire peut être utilisée dans la règle d’aprentissage pour autant que le signe du terme Hebbien/anti-Hebbien soit choisi correctement. En plus de l’introduction d’un mecanisme de type Hebbien, le vecteur des coefficients est dans notre cas contraint à une norme unité et les données sont prétraitées par préblanchiment ou normalisation. Ces résultats impliquent la possibilité de choisir la non-linéarite de manière à optimiser les critères statisitiques ou numériques désirés. © 1998 Elsevier Science B.V. All rights reserved.     

Unified tunnelling-diffusion theory for Schottky and very thin MOS structures

We derive general formulae for calculating the transport of free charge carriers in a MOS structure with a thin insulating layer. In particular, we obtain relationships for boundary concentrations of free charge carriers on the insulator–semiconductor interface and for the current densities flowing through the MOS structure. Our direct tunnelling-diffusion approach makes the well known thermionic emission–diffusion theory for the Schottky interface applicable also to metal–insulator–semiconductor barriers with a very thin insulator layer. We demonstrate how direct tunnelling through the insulating layer and drift–diffusion of free charge carriers in the semiconductor affect the I–V and C–V curves and the boundary concentrations needed to numerically solve the continuity equations.     

Power Schottky diode design and comparison with the junction diode

Because the Schottky diode is a one-carrier device, it has both advantages and disadvantages with respect to the junction diode which is a two-carrier device. The advantage is that there are practically no excess minority carriers which must be swept out before the diode blocks current in the reverse direction. The disadvantage of the Schottky diode is that for a high voltage device it is not possible to use conductivity modulation as in the pin diode; since charge carriers are of one sign, no charge cancellation can occur and current becomes space charge limited. The Schottky diode design is developed in Section 2 and the characteristics of an optimally designed silicon Schottky diode are summarized in Fig. 9. Design criteria and quantitative comparison of junction and Schottky diodes is given in Table 1 and Fig. 10. Although somewhat approximate, the treatment allows a systematic quantitative comparison of the devices for any given application.     

A fully planarized 4H-SiC trench MOS barrier Schottky (TMBS)rectifier

A fully planarized 4H-SiC trench MOS barrier Schottky (TMBS) rectifier has been designed, fabricated and characterized for the first time. The use of a TMBS structure helps improve the reverse leakage current by more than three orders of magnitude compared to that of a planar Schottky rectifier. We have achieved a low reverse leakage current density of 6×10^-6 A/cm² and a low forward voltage drop of 1.75 V at 60 A/cm² for the TMBS rectifier. The static current-voltage (I-V) and switching characteristics of the TMBS rectifier have been measured at various temperatures. A barrier height of 1.0 eV and an ideality factor of 1.8 were extracted from the forward characteristics. The switching characteristics do not change with temperature indicating the essential absence of stored charge     

Improved MOS capacitor measurements using the Q-C method

We describe a method for determining band bending vs gate bias, doping profile and oxide charge density by simultaneous measurement of charge and high frequency MOS capacitance as a function of applied voltage. This charge-capacitance or Q-C method is compared with the usual MOS measurements for the same properties. We find the Q-C method is more accurate and more routine than methods presently in use.In addition, accurate and systematic procedures are introduced for (1) finding the additive constant in the band bending vs gate bias relation, (2) eliminating interface trap error in the doping profile, (3) extrapolation of the doping profile to the interface in the region inaccessible to measurement, (4) correction of oxide charge and work-function determination for interface trap errors and effects of nonuniform doping profiles.     

LPCVD-silicon oxynitride films: interface properties

The interface properties of silicon oxynitride films prepared by low-pressure chemical vapor deposition at a temperature of 860 ° C have been investigated analyzing the capacitance–voltage and ac conductance–voltage characteristics of the metal-SiO_xN_y-silicon capacitors. Consistent results for the interface trap density have been obtained from single frequency ac conductance technique, approximation C–V method and from the interface density spectrum. The post-deposition annealing results in an improvement of the interface charge properties. The contribution of the interface traps to the estimation of the fixed oxide charge has been discussed which is important for the threshold voltage control in MOS devices.     

Substrate bias dependence of short-channel MOSFET thresholdvoltage-a novel approach

A simple theory to predict the threshold voltage variation of short-channel MOS transistors with substrate bias is proposed. While the basis of the model is vertical field perturbations due to the source-drain, its uniqueness depends on a definition of threshold voltage based on the amount of total free charge in the channel rather than inversion of the entire channel. The theory has been verified for transistors of three channel lengths, namely 2.70, 1.70, and 0.70 μm, fabricated with a p-well CMOS process. A comparison is made with an earlier model based on field perturbation. The validity of the arguments underlying the theory has been demonstrated by 2-D device simulations with MINIMOS     

An explanation of the dependence of the effective saturation velocity on gate voltage in sub-0.1 μm metal-oxide-semiconductor transistors by quasi-ballistic transport theory

In 1992, Takagi and Toriumi reported that the electron saturation velocities decrease with the density of inversion charge in metal-oxide-semiconductor transistor test structures with effective channel length of 9.5-1.5 μm. Their results implied that the electron saturation velocity will decrease with gate voltage. We found that our sub-0.1 μm n-channel MOS transistors do not behave in this way. In this letter, we will explain our experimental results based on quasi-ballistic transport theory.