芯片毛细管电泳电动进样的数值分析

利用集成毛细管电泳芯片进行生物化学分析时 ,电动进样是重要的操作步骤之一。本文通过建立数学模型 ,对“十”字型进样沟道内的电场分布进行了计算机数值模拟 ,通过改变进样电压和分析沟道内部电场分布 ,得到了进样及分离时的最佳电压组合。试验结果与模拟计算的结果吻合较好     

芯片毛细管电泳电动进样的数值分析

利用集成毛细管电泳芯片进行生物化学分析时，电动进样是重要的操作步骤之一。本文通过建立数学模型，对“十”字型进样沟道内的电场分布进行了计算机数值模拟，通过改变进样电压和分析沟道内部电场分布，得到了进样及分离时的最佳电压组合。试验结果与模拟计算的结果吻合较好。     

一种具有N埋层的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

为了进一步提高GaN HEMT器件的击穿电压,并保持低的导通电阻,文中提出了一种具有N型GaN埋层的AlGaN/GaN HEMT.该埋层通过调整器件的电场分布,降低了高场区的电场峰值,从而降低器件关断时的泄漏电流.该埋层使得栅漏之间的横向沟道电场分布更加均匀,提高了器件的击穿电压.通过Sentaurus TCAD仿真发...     

负电子微分迁移率场效应管的二维数值分析

本文对于新型的负电子微分迁移率场效应管内部的电位、沿沟道方向的电场以及载流子浓度的稳态分布进行了二维数值模拟,结果表明通过适当选取器件尺寸、掺杂分布以及偏置电压,沿沟道方向可以产生一个处于负电子微分迁移率范围之内的均匀电场,使沟道具有负RC效应而不出现高场畴.     

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.     

薄型双漂移区高压器件新结构的耐压分析

提出与CMOS工艺兼容的薄型双漂移区(TD)高压器件新结构.通过表面注入掺杂浓度较高的N-薄层,形成不同电阻率的双漂移区结构,改变漂移区电流线分布,降低导通电阻;沟道区下方采用P离子注入埋层来减小沟道区等位线曲率,在表面引入新的电场峰,改善横向表面电场分布,提高器件击穿电压.结果表明:TD LDMOS较常规结构击穿电压提高16%,导通电阻下降31%.     

部分耗尽SOI NMOSFET总剂量辐照的最坏偏置

通过模拟对ON、OFF、TG三种偏置下PD SOI NMOSFET的总剂量辐照效应进行了研究.模拟发现正沟道的最坏偏置是ON偏置,背沟道的最坏偏置与总剂量有关.当总剂量大时,背沟道的最坏偏置是OFF偏置;当总剂量小时则是TG偏置.而NMOSFET的最坏偏置则取决于起主要作用的是正栅还是背栅.由于辐照产生电子空穴对的过程与电场分布强相关,通过分析不同偏置下电场分布的差异确定最坏偏置的内在机制.     

高可靠性P-LDMOS研究

分析了沟道高电场分布产生原因及各个参数对高电场的影响,提出了两条沟道设计的原则--拉长沟道同时降低沟道浓度.模拟结果显示,两条原则能够有效地降低沟道两端的两个峰值电场,从而缓解沟道热载流子效应,提高P-LDMOS的可靠性.     

高可靠性P-LDMOS研究

分析了沟道高电场分布产生原因及各个参数对高电场的影响,提出了两条沟道设计的原则——拉长沟道同时降低沟道浓度.模拟结果显示,两条原则能够有效地降低沟道两端的两个峰值电场,从而缓解沟道热载流子效应,提高P-LDMOS的可靠性.     

基于能带调制模型的高压增强型AlGaN/GaN HFET器件

提出了一种能带调制模型,通过在异质结界面处引入负离子电荷(如氟离子)调制异质结处的局部能带分布,实现了对异质结界面处的高密度2DEG的改变。基于能带调制模型,提出了一种复合调制沟道AlGaN/GaNHFET器件。通过在增强型沟道调制区和RESURF调制区分别引入不同剂量的负离子,不仅实现了增强型器件,而且可以降低尖峰电场,优化异质结电场分布,提高器件击穿电压。通过器件仿真软件对其器件工作原理进行了模拟分析,并通过实验结果表明,其器件品质因子FOM由传统器件的4.8MW.cm-2提高到26.7MW.cm-2。     

一种降低GaN HEMT沟道温度的新结构

针对氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)沟道温度过高导致器件性能下降的问题,提出一种降低GaN HEMT沟道温度的新结构,通过优化沟道电场来降低沟道温度.该结构采用混合势垒层设计,将栅极下方的势垒层分为两层,上层采用AlN,下层采用重掺杂的AlGaN;此外,该结构还使用场板;为了更好的散热,该结构采用热导率更高的AlN代替传统的Si₃N₄作为器件的钝化层.场板和混合势垒层有利于改善沟道电场,降低器件沟道温度.仿真结果表明,相比于传统结构,新结构的沟道温度分布更加均匀,温度峰值下降47 K.此外,新结构的击穿电压提高50%,输出特性也得到了改善.     

500 V耗尽型NLDMOS器件研究

基于一款LED驱动芯片中耗尽型高压NLDMOS器件的参数要求,提出一种耗尽型高压NLDMOS的器件结构和参数设计优化方法.分析了沟道注入工艺对器件阈值电压和表面电场分布的影响,综合利用RESURF技术和线性漂移区技术,改善耗尽型NLDMOS的表面电场分布,从而提高了器件的击穿电压.在漂移区长度L≤50μm下,器件击穿电压达到600 V以上,可以应用于LED驱动芯片整流器电路等各种高压功率集成电路.     

功率MOSFET的数值模拟

功率UMOS结构相对于功率VDMOS结构的电压限制,通过对源漏沟道区掺杂不均匀的器件进行二维和两种载流子的数值模拟进行了比较;还对两种器件表面和体内的电场分布进行了比较;预估了UMOS由Si/SiO_2界面附近高电场强度引起的碰撞电离所导致的击穿电压下降现象。     

高压LDMOS准饱和效应研究

借助于SILVACO TCAD仿真工具,研究了高压LDMOS电流准饱和效应(Quasi-saturation effect)的形成原因。通过分析不同栅极电压下漂移区的耗尽情况以及沟道与漂移区电势、电场和载流子漂移速度的分布变化,认为当栅压较低时,LDMOS的本征MOSFET工作在饱和区,栅压对源漏电流的钳制明显,此时沟道载流子速度饱和;而在大栅压下,随着沟道导电能力的增加以及漂移区两端承载的电压的增大,本征MOSFET两端压降迅速降低,器件不能稳定地工作在饱和区而进入线性工作区,此时沟道中的载流子速度不饱和。LDMOS器件的源漏电流的增大主要受漂移区影响,栅压逐渐失去对器件电流的控制,此时增大栅压LDMOS器件的源漏电流变化很少,形成源漏电流的准饱和效应。最后,从器件工作过程对电流与栅压的关系进行了理论分析,并从理论结果对电流准饱和效应进行了深入分析。     

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。     

水质化学需氧量检测的自动进样器的研制

摘要： 重铬酸盐法测定水质化学需氧量过程中,针对传统的手工进样安全性差、精度不高等缺点,研制了一种用于实验室水质化学需氧量检测的新型自动进样装置。同时也可以用于强腐蚀性液体进样,装置可以满足16个试管进样,通过触摸屏的参数设置,可以调整进样顺序,进样次数,进样时间。设计中采用液位传感器和定量聚四氟乙烯管,提高了进样的精度,保证在1ml以内。实验结果证明该装置有效克服了实验室人工进样操作时间长、操作复杂、进样精度差的问题。     

采用LOCOS隔离的部分耗尽SOI器件的窄沟道效应

制备了不同沟宽的采用LOCOS隔离的PDSOI器件,通过实验数据分析器件的窄沟道效应.结果显示,1.2μmSOI器件的窄沟道效应跟体硅相似,主要是由边缘电场效应和“鸟嘴“效应引起的;0.8μmSOI器件的阈值电压随着沟道变窄而减小,出现反向窄沟道效应.我们认为,主要是由于杂质的重新分布降低了沟道边缘的杂质浓度所引起的.     

MOSFET的电离辐照效应

本文研究了MOSFET的电离辐照效应,给出了辐照在MOSFET栅介质中引起氧化物电荷对阈电压的贡献与辐照剂量和栅偏置电场的相互依赖关系.结果表明,辐照引起的氧化物电荷与管子的沟道种类无关.另外,漏源电压对MOSFET的辐照响应也有影响.统计数据表明,对管子阈电压漂移有贡献的界面态的能级范围大约为 E_s/2.对实验结果进行了讨论.     

场板结构对AlGaN/GaN HEMT温度场的影响北大核心CSCD

用Silvaco的ATLAS软件仿真研究了场板结构对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的温度场分布的影响,分析了场板结构影响器件温度场分布的可能因素。模拟结果表明,加入场板结构后,器件沟道二维电子气浓度减小,电场分布发生变化,器件栅极漏侧边缘处的沟道峰值温度降低。加入栅场板和源场板结构后,场板边缘处都有一个新的温度峰值出现,器件的沟道温度峰值在加入单层和双层栅场板及源场板后由511K分别下降到487、468和484K,这种降低作用会随着栅场板层数的增加而有所增强。仿真结果说明场板结构通过改变AlGaN/GaN HEMT器件沟道载流子浓度和电场分布,影响器件内部的温度场分布。优化器件的场板结构是提高AlGaN/GaN HEMT的可靠性有效途径之一。     

多晶硅超薄沟道薄膜晶体管研制

提出了一种新结构的低温多晶硅薄膜晶体管 ( poly- Si TFT) .该 poly- Si TFT由一超薄的沟道区和厚的源漏区组成 .超薄沟道区可有效降低沟道内陷阱密度 ,而厚源漏区能保证良好的源漏接触和低的寄生电阻 .沟道区和源漏区通过一低掺杂的交叠区相连接 .该交叠区使得在较高偏置时 ,靠近漏端的沟道区电力线能充分发散 ,导致电场峰值显著降低 .模拟结果显示该TFT漏电场峰值仅是常规 TFT的一半 .实验结果表明该 TFT能获得好的电流饱和特性和高的击穿电压 .而且 ,与常规器件相比 ,该 TFT的通态电流增加了两倍 ,而最小关态电流减少了3.5倍 .