TFSOI RESURF器件电势和电场分布的解析研究

在物理模型的基础上,对ＴＦＳＯＩ ＲＥＳＵＲＦ器件的电势和电场分布进行了解析分析,系统研究了漂移区掺杂浓度,漂移区长度,埋层ＳｉＯ２厚度和ＳＯＩ层厚度等结构参数同电势和电场分布的关系,并首次定量分析了在工艺加工过程中必须引入的场ＳｉＯ２界面电荷密度的影响。解析计算结果同ＭＥＤＩＣＩ模拟结果相符。     

薄膜SOI RESURF结构击穿电压分析

提出了基于二维Poisson方程的薄膜SOI降低表面电场(RESURF结构解析物理模型.并在该模型基础上,给出了一种分析薄膜SOI RESURF结构击穿电压的方法.利用这一方法计算了漂移区长度较长的薄膜SOI RESURF结构击穿电压与漂移区掺杂浓度的关系,并定量分析了场SiO2界面电荷密度对击穿电压和漂移区临界掺杂浓度的影响.首次提出了临界场SiO2界面电荷密度的概念,并研究了其与漂移区掺杂浓度的关系.而且计算结果与MEDICI模拟结果符合得很好.这些为漂移区长度较长的薄膜SOI RESURF结构击穿电压的优化设计提供了理论依据.     

RESURF原理应用于SOI LDMOS晶体管

本文首次采用解析方法及二维计算机模拟讨论了ＲＥＳＵＲＦ原理应用于ＳＯＩＬＤＭＯＳ晶体管．研究表明：击穿电压随埋层ＳｉＯ２厚度增加而增加；击穿电压随Ｓｉ层厚度变化呈现Ｕ型曲线；当埋层ＳｉＯ２和Ｓｉ层厚度一定时，Ｓｉ层的杂质浓度存在一个临界值，在此浓度之下，可获得高的击穿电压．这个结论也适用于介质隔离的各种横向器件的击穿特性分析．     

多晶硅栅光刻前后注F对MOS器件辐照特性的影响

分析研究了Ｈ２＋Ｏ２合成栅氧化、多晶硅栅光刻前后注Ｆ和Ｐ的沟和Ｎ沟ＮＯＳＦＥＴ，在最劣γ辐照偏置下的阈电压和Ｉ（ｄｓ）－Ｖ（ｇｓ）亚阈特性的辐射影响应．结果表明，多晶硅栅光刻前注Ｆ比光刻后注Ｆ和未注Ｆ，具有更强的抑制辐射感生氧化物电荷积累和界面态生长的能力．其辐射敏感性的降低可能归结为ＳｉＯ２栅介质和Ｓｉ／ＳｉＯ２界面附近Ｆ的浓度相对较大以及栅场介质中Ｆ注入缺陷相对较少所致．     

THE OUTPUT OPTICAL FIELD INTENSITY DISTRIBUTION FORMED BY AN OPTICAL FIBER END

ＴＨＥＯＵＴＰＵＴＯＰＴＩＣＡＬＦＩＥＬＤＩＮＴＥＮＳＩＴＹＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮＦＯＲＭＥＤＢＹＡＮＯＰＴＩＣＡＬＦＩＢＥＲＥＮＤ￥ＹＵＡＮＬｉ－Ｂｏ（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｐｈｙｓｉｃｓ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ...     

INDEX TO VOLUME23(2001)

ＳｕｂｊｅｃｔＭａｔｔｅｒＡｕｔｈｏｒＮｏ .ＰａｇｅＳＵＲＶＥＹ＆ＲＥＶＩＥＷＴｈｅＳｃａｎｎｉｎｇａｎｄＳｔａｒｒｉｎｇＦＰＡｉｎＩｎｆｒａｒｅｄＳｙｓｔｅｍｓＣＡＩＹｉ 13ＮｅｗＡｄｖａｎｃｅｏｆＩＲＭＡＷＳａｔＡｂｒｏａｄＦＵＷｅｉ,ＨＯＵＺｈｅｎ ｎｉｎｇ 3 1ＴｈｅＲｅｃｅｎｔＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＳｕｂｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒＷａｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＺＨＡＮＧＸｕｎ ,ＺＨＡＮＧＰｉｎｇ ,ＬＩＨｏｎｇ ｊｉａｎ ,ｅｔａｌ. 3 4ＡｎＡｎａｌｙｓｉｓＩＲＤｅｔｅｃｔｉｎｇａｎｄＴｒａｃｋｉｎｇ…     

电力器件用的6H—SiC,3C—SiC和Si的比较

为了实现５０～５００Ｖ的击穿电压范围，本文详细讨论了６Ｈ－ＳｉＣ和３Ｃ－ＳｉＣ肖特基整流器和功率ＭＯＳＦＥＴ的漂移区性质。利用这些数据计算了器件的输出特性，并与Ｓｉ器件做了比较，结果表明，由于其漂移区电阻非常低，故５０００ＶＳｉＣ肖特基整流器和功率ＭＯＳＦＥＴ在室温下能够处理１００Ａ／ｃｍ＾２的导通电流密度，正向压降仅分别为３．８５和２．９５Ｖ。这些数值甚至优于Ｓｉｐｉｎ整流器和门可关断晶闸管。这     

高压编移栅P沟MOSFET的电离辐照性能研究

详细研究了高压偏移栅Ｐ沟ＭＯＳＦＥＴ在Ｃｏ６０－γ，辐照下击穿电压随辐照剂量的变化关系．结果表明：击穿电压的辐照剂量响应与漂移区杂质面密度、漂移区长度、场板长度以及漏区结构有关．另外，γ辐照导致导通电阻增加．结果证实了我们以前提出的电离辐照引起击穿电压变化的机制．对实验现象给出了比较圆满的解释．结论对研制电离辐射加固高压偏移栅Ｐ沟ＭＯＳＦＥＴ具有重要的指导作用．     

超薄SOI MOSFET漏击穿机理的分析

超薄ＳＯＩＭＯＳＦＥＴ漏击穿机理的分析＝Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｄｒａｉｎｂｒｅａｋｄｏｗｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｕｌｔｒａ－ｔｈｉｎ－ｆｉｌｍＳＯＩＭＯＳＦＥＴ，ｓ［刊，英１］／Ｙｏｓｈｉｍｉ．Ｍａｋｏｔｏ∥ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥｌｅｃｔｒｏｎＤ...     

多晶硅栅光刻前后注F对MOS器件辐射特性的影响

分析研究了Ｈ２＋Ｏ２合成栅氧化、多晶硅栅光刻前后注Ｆ和Ｐ的沟和Ｎ沟ＮＯＳＦＥＴ，在最劣γ辐照偏置下的阈电压和Ｉｄｓ－Ｖｇｓ亚阈特性的辐射影响应。结果表明，多晶硅栅光刻前注Ｆ比光刻后注Ｆ和未注Ｆ，具有更强的抑制辐射感生氧化物电荷积累和界面态生长的能力。其辐射敏感性的降低可能归结为ＳｉＯ２栅介质和Ｓｉ／ＳｉＯ２界面附近Ｆ的浓度相对较大以及栅场介质中Ｆ注入缺陷相对较少所致。     

埋氧层固定界面电荷对RESURF SOI功率器件击穿特性的影响

通过求解具有界面电荷边界条件的二维泊松方程，建立了埋氧层固定界面电荷Qf对RESURF SOI功率器件二维电场和电势分布影响的解析模型。解析结果与半导体器件模拟器MEDICI数值分析结果相吻合。在此基础上，分别研究了Qf对RESURF SOI功率器件横向和纵向击穿特性的影响规律。在横向，讨论了不同硅膜厚度、氧层厚度和漂移区长度情况下Qf对表面电场分布的影响；在纵向，通过分析硅膜内的场和势的分布，提出了临界埋氧层固定界面电荷密度的概念，这是导致器件发生失效的最低界面电荷密度。     

TFSOI RESURF功率器件表面电场分布和优化设计的新解析模型

提出了 TFSOI RESURF功率器件的表面电场分布和优化设计的新解析模型 .根据二维泊松方程的求解 ,得到了表面电场和电势分布的相关解析表达式 .在此基础上 ,推出了为获得最大击穿电压的优化条件。讨论了击穿电压和漂移区长度及临界掺杂浓度和场氧化层、埋氧化层的关系 .解析结果与半导体器件数值分析工具 DESSISE-ISE得到的数值分析基本一致 ,证明了新解析模型的适用性 .     

TFSOI RESURF功率器件表面电场分布和优化设计的新解析模型

提出了TFSOI RESURF功率器件的表面电场分布和优化设计的新解析模型．根据二维泊松方程的求解,得到了表面电场和电势分布的相关解析表达式．在此基础上,推出了为获得最大击穿电压的优化条件。讨论了击穿电压和漂移区长度及临界掺杂浓度和场氧化层、埋氧化层的关系．解析结果与半导体器件数值分析工具DESSISE-ISE得到的数值分析基本一致,证明了新解析模型的适用性．     

阶梯变掺杂漂移区高压SOI RESURF结构耐压机理研究

研究了阶梯变掺杂漂移区高压SOI RESURF(Reduce SURface Field)结构的器件几何形状和物理参数对器件耐压的影响;发现并解释了该结构纵向击穿时,耐压与浓度关系中特有的“多RESURF平台”现象。研究表明,阶梯变掺杂漂移区结构能明显改善表面电场分布,提高耐压,降低导通电阻,增大工艺容差;利用少数分区,能得到接近线性变掺杂的耐压,降低了工艺难度。     

具有降场电极U形漂移区SOI-LDMOS的耐压特性

提出了一种具有降场电极 U形漂移区 SOI- L DMOS,借助 2 D泊松方程对其场分布进行解析分析和数值分析 ,结果证明该结构在与 RESURF结构相同的耐压下 ,具有器件长度小 ,漂移区浓度高 ,导通电阻小的特点 .这表明降场电极是一种缓和漂移区掺杂浓度和耐压之间矛盾的有效方法 .该结构是一种器件耐压与导通电阻优化的新途径 .     

薄外延阶梯掺杂漂移区RESURF耐压模型

提出薄外延阶梯掺杂漂移区RESURF结构的耐压解析模型。借助求解二维Po isson方程,获得薄外延阶梯掺杂漂移区的二维表面电场和击穿电压的解析表达式。基于此耐压模型研究了不同阶梯漂移区数(n=1、2、3、5)的击穿特性,计算了击穿电压与结构参数的关系,其解析结果与数值结果吻合较好。在相同长度下,阶梯掺杂漂移区结构(n=3)击穿电压由均匀漂移区(n=1)的200 V提高到250 V,增加25%。该模型可用于薄外延阶梯掺杂和线性掺杂漂移区RESURF器件的设计优化。     

阶梯掺杂薄漂移区RESURF LDMOS耐压模型

提出硅基阶梯掺杂薄漂移区RESURF LDMOS耐压解析模型.通过分区求解二维Poisson方程,获得阶梯掺杂薄漂移区的二维表面电场和击穿电压的解析表达式.借助此模型研究击穿电压与器件结构参数的关系,其解析与数值结果吻合较好.结果表明:在导通电阻相近情况下,阶梯掺杂漂移区LDMOS较均匀漂移区的击穿电压提高约20%,改善了击穿电压和导通电阻的折衷关系.     

Unified Breakdown Model of SOI RESURF Device with Uniform/Step/Linear Doping Profile

A unified breakdown model of SOI RESURF device with uniform,step，or linear drift region doping profile is firstly proposed.By the model,the electric field distribution and breakdown voltage are researched in detail for the step numbers from 0 to infinity.The critic electric field as the function of the geometry parameters and doping profile is derived.For the thick film device,linear doping profile can be replaced by a single or two steps doping profile in the drift region due to a considerable uniformly lateral electric field,almost ideal breakdown voltage,and simplified design and fabrication.The availability of the proposed model is verified by the good accordance among the analytical results,numerical simulations,and reported experiments.     

均匀、阶梯和线性掺杂漂移区SOI RESURF器件的统一击穿模型

提出了一个均匀、阶梯和线性掺杂漂移区SOI高压器件的统一击穿模型.基于分区求解二维Poisson方程,得到了不同漂移区杂质分布的横向电场和击穿电压的统一解析表达式.借此模型并对阶梯数从0到无穷时器件结构参数对临界电场和击穿电压的影响进行了深入研究.从理论上揭示了在厚膜SOI器件中用阶梯掺杂取代线性漂移区,不但可以保持较高的耐压,而且降低了设计和工艺难度.解析结果、MEDICI仿真结果和实验结果符合良好.     

有n缓冲层SOI RESURF结构的电场分布解析模型

提出了有n缓冲层SOI RESURF结构的电场分布解析模型,采用MEDICI数值仿真,验证了上述模型的正确性。基于所建立的解析模型,获得了缓冲层的最优杂质浓度分布,提出了提高SOI RESURF结构耐压的缓冲层分段变掺杂新结构。