4H-SiC MESFET直流I-V特性解析模型

提出一种改进的4H-SiC MESFET非线性直流解析模型,该模型基于栅下电荷的二维分布进行分析,在分析电场相关迁移率、速度饱和的基础上,考虑沟道长度调制效应对饱和区漏电流的影响,建立基于物理的沟道长度调制效应模型,模拟结果与实测的I-V特性较为吻合。在器件设计初期,可以有效地预测器件的工作状态。     

4H-SiC射频功率MESFET大信号直流I-V特性解析模型

根据 4H - Si C高饱和电子漂移速度和常温下杂质不完全离化的特点 ,对适用于 Si和 Ga As MESFET的直流I- V特性理论进行了分析与修正 .采用高场下载流子速度饱和理论 ,以双曲正切函数作为表征 I- V特性的函数关系 ,建立了室温条件下 4H - Si C射频功率 MESFET直流 I- V特性的准解析模型 ,适于描述短沟道微波段 4H- Si CMESFET的大信号非线性特性 ,计算结果与实验数据有很好的一致性 .同时与 MEDICI模拟器的模拟结果也进行了比较 .     

4H-SiC射频功率MESFET大信号直流I-V特性解析模型

根据4H-SiC高饱和电子漂移速度和常温下杂质不完全离化的特点,对适用于Si和GaAs MESFET的直流I-V特性理论进行了分析与修正.采用高场下载流子速度饱和理论,以双曲正切函数作为表征I-V特性的函数关系,建立了室温条件下4H-SiC射频功率MESFET直流I-V特性的准解析模型,适于描述短沟道微波段4H-SiC MESFET的大信号非线性特性,计算结果与实验数据有很好的一致性.同时与MEDICI模拟器的模拟结果也进行了比较.     

4H-SiC MESFET直流I-V特性解析模型

提出了一种改进的4H-SiC MESFET非线性直流解析模型,基于栅下电荷的二维分布,对该模型进行了分析,采用多参数迁移率模型描述速场关系.在分析了电流速度饱和的基础上,考虑沟道长度调制效应对饱和区漏电流的影响,建立了基于物理的沟道长度调制效应模型,模拟结果符合高场下漏极的MC(蒙特卡罗)计算的结果.与以前的研究模型相比较,结果说明了该研究的有效性,饱和电流的结果与实测的Ⅰ-Ⅴ特性更加吻合.     

4H-SiC MESFET直流Ⅰ-Ⅴ特性解析模型

提出了一种改进的4H-SiC MESFET非线性直流解析模型,基于栅下电荷的二维分布,对该模型进行了分析,采用多参数迁移率模型描述速场关系.在分析了电流速度饱和的基础上,考虑沟道长度调制效应对饱和区漏电流的影响,建立了基于物理的沟道长度调制效应模型,模拟结果符合高场下漏极的MC(蒙特卡罗)计算的结果.与以前的研究模型相比较,结果说明了该研究的有效性,饱和电流的结果与实测的Ⅰ-Ⅴ特性更加吻合.     

4H-SiC功率MESFET的击穿特性

研究了4 H- Si C MESFET器件的电学击穿特性和热学稳定性.建立了金属半导体场效应晶体管器件二维数值模型,分析了雪崩碰撞离化效应、隧穿效应和热效应在器件击穿中的作用.综合考虑了栅极偏置、自热效应等因素对击穿的影响.采用准静态方法,求解瞬态偏微分方程组,分析了器件的耐热耐压性能和可靠性     

4H-SiC功率MESFET的击穿特性

研究了4H-SiC MESFET器件的电学击穿特性和热学稳定性.建立了金属半导体场效应晶体管器件二维数值模型,分析了雪崩碰撞离化效应、隧穿效应和热效应在器件击穿中的作用.综合考虑了栅极偏置、自热效应等因素对击穿的影响.采用准静态方法,求解瞬态偏微分方程组,分析了器件的耐热耐压性能和可靠性.     

离子注入高温退火对4H-SiC MESFET特性的影响

采用人造刚玉高温炉管对 4 H- Si C进行 16 2 0℃的离子注入后退火 .实验测试发现 ,在刚玉管壁析出的微量铝的作用下 ,Si C表面与残余的氧成分反应生成衍生物 Si OC,造成材料表面粗糙和反应离子刻蚀速率很低 .分别采用该种样片和正常样片制作了单栅 MESFET,对比测试的欧姆接触和 I- V输出特性 ,评估了高温退火后材料表面对器件的影响     

离子注入高温退火对4H-SiC MESFET特性的影响

采用人造刚玉高温炉管对4H-SiC进行1620℃的离子注入后退火.实验测试发现,在刚玉管壁析出的微量铝的作用下,SiC表面与残余的氧成分反应生成衍生物SiOC,造成材料表面粗糙和反应离子刻蚀速率很低.分别采用该种样片和正常样片制作了单栅MESFET,对比测试的欧姆接触和I-V输出特性,评估了高温退火后材料表面对器件的影响.     

一种改进的4H-SiC MESFET大信号解析模型

提出了一种基于器件物理和结构参数并可直接应用于射频电路CAD工具的4H-SiC MESFET大信号解析模型.大信号模型基于4H-SiC MESFET的物理工作机理,源漏电流模型采用Materka的改进模型,沟道长度调制系数和饱和电压系数采用了栅源电压的一次函数建模;大信号电容模型采用电荷-电压(Q-V)的电容积分形式.该大信号模型已经应用在CAD工具中.模拟结果与实验结果符合良好,模型的有效性得到验证.     

4H-SiC MESFET表面陷阱效应研究

借助ISE TCAD,对4H-SiC MESFET进行二维数值模拟,研究分析了表面陷阱对直流和瞬态特性的影响。数值模拟表明,在直流特性上,由于表面陷阱电荷引入附加耗尽层,器件饱和电流下降,输出电阻增加,夹断电压向右偏移,跨导降低;在瞬态特性上,表面陷阱电荷的缓慢变化引起了栅延迟的出现。能级靠近价带、密度较高时,表面陷阱效应越明显。     

一种基于数值模型的4H-SiC MESFET大信号建模方法

提出了一种基于数值模型的4H-SiC MESFET大信号建模方法.该方法基于4H-SiC MESFET的物理参数和结构参数,采用MEDICI的小信号正弦稳态分析法和高频小信号等效电路,模拟得到电流和电容的非线性特性,通过大信号等效电路,分析了建立4H-SiC MESFET大信号模型的途径.模拟与实验测试值的比较表明这种方法是可行的,可用于预先评估器件大信号工作时的非线性特性,指导4H-SiC MESFET的器件设计.     

4H-SiC MESFET新结构的特性研究

提出了一种具有阶梯沟道和浮空金属板的新型4H-SiC MESFET结构。在双凹型4H-SiC MESFET的栅漏之间加入浮空金属板,并引入阶梯沟道,减少了靠近漏端的栅边缘的电场积聚,提高了击穿电压。对提出的结构进行二维数值模拟,结果表明,该结构的击穿电压达到232 V,相对于双凹型4H-SiC MESFET的击穿电压103 V,提高了125%,其饱和漏电流相对提高了4.1%,截止频率为15.1 GHz,最大振荡频率为69.2 GHz。该结构在击穿电压提高125%时,没有严重降低截止频率。     

基于陷阱的4H-SiC MESFET频散效应分析

在建立正确模型的基础上,运用ISE软件的二维仿真,模拟了4H-SiC MESFET在交流小信号条件下,表面陷阱和体陷阱对跨导和漏电导随频率变化的影响。分析了产生频散效应的原因以及内部机理,同时考虑了不同环境温度对跨导的频散影响。结果表明,在低频条件下,陷阱会导致跨导和漏电导频散,漏电压越大,环境温度越高,频散越不明显。     

新型4H-SiC 射频功率MESFET 大信号经验电容模型

基于4H-SiC 射频功率MESFET 器件的工作机理,提出了一种新型的大信号经验电容模型。针对此模型参数的提取采用最小二乘法和遗传算法,算法用MATLAB 语言实现,与传统算法相比,经验电容模型参数的初值估计和优化更为简单准确。提取的模型重要参数具有一定的物理意义,其他拟合参数值也具有物理量级。模型仿真结果和实测数据拟合度较好,从而验证了所提出的大信号经验电容模型的准确性。     

4H-SiC MESFET的反应离子刻蚀和牺牲氧化工艺研究

对于栅挖槽的4H-SiCMESFET,栅肖特基接触的界面经过反应离子刻蚀,界面特性对于肖特基特性和器件性能至关重要。反应离子刻蚀的SiC表面平滑度不是很好,刻蚀损伤严重。选择合适的RIE刻蚀条件减小刻蚀对半导体表面的损伤;利用牺牲氧化改善刻蚀后的表面形貌,进一步减小表面的刻蚀损伤。工艺优化后栅的肖特基特性有了明显改善,理想因子接近于1。制成的4H-SiCMESFET直流夹断特性良好,饱和电流密度达到350mAmm。