全耗尽阶梯掺杂沟道围栅MOSFET二维解析模型

采用分离变量法求解柱坐标系下二维泊松方程,建立了考虑耗尽电荷和自由电荷的全耗尽阶梯掺杂沟道围栅MOSFET的二维体电势模型,并在此基础上得到阈值电压和亚阈值摆幅的解析模型。研究了不同区域长度和漏压下的表面势,分析了不同掺杂的区域长度和掺杂浓度对器件性能的影响。结果表明,与均匀掺杂的GAA MOSFET相比,阶梯掺杂结构不仅降低了漏端电场,而且能更好地抑制短沟道效应和热载流子效应;通过对掺杂区域参数进行优化,可以提高器件的可靠性。     

基于摄动法研究短沟道SOI MOSFET亚阈值特性

提出了一种新的方法对短沟道SOI MOSFETs亚阈区的二维表面势的解析模型进行了改进,即摄动法.由于在短沟道SOI MOSFETs中不仅需要计及不可动的电离杂质,而且需要考虑自由载流子的数量和分布的影响.利用摄动法求解非线性泊松方程可以得到短沟道SOI MOSFETs二维的表面势解析模型.通过与二维数值模拟器MEDICI模拟结果比较,证明了在亚阈区改进模型所得的结果比只计及不可动的电离杂质的SOI MOSFETs模型所得的结果吻合更好.     

An Analytical Threshold Voltage Model for Fully Depleted SOI MOSFETs

提出了一种新的全耗尽SOI MOSFETs阈值电压二维解析模型.通过求解二维泊松方程得到器件有源层的二维电势分布函数,氧化层-硅界面处的电势最小值用于监测SOI MOSFETs的阈值电压.通过对不同栅长、栅氧厚度、硅膜厚度和沟道掺杂浓度的SOI MOSFETs的MEDICI模拟结果的比较,验证了该模型,并取得了很好的一致性.     

全耗尽SOI MOSFETs阈值电压解析模型

提出了一种新的全耗尽SOI MOSFETs阈值电压二维解析模型.通过求解二维泊松方程得到器件有源层的二维电势分布函数,氧化层-硅界面处的电势最小值用于监测SOI MOSFETs的阈值电压.通过对不同栅长、栅氧厚度、硅膜厚度和沟道掺杂浓度的SOI MOSFETs的MEDICI模拟结果的比较,验证了该模型,并取得了很好的一致性.     

一种基于载流子的双栅MOSFET解析模型

提出一种全新的基于载流子求解的双栅MOSFET解析模型.针对无掺杂对称双栅MOSFET结构,该模型由求解泊松方程的载流子分布和Pao-Sah电流形式直接发展而来.发展的解析模型完全基于MOSFET的基本器件物理进行直接推导,结果覆盖了双栅MOSFET所有的工作区:从亚阈到强反型和从线性到饱和区,不需要任何额外假设和拟合参数.模型的预言结果被2D数值模拟很好地验证,表明该解析模型是一个理想的双栅MOSFET建模架构.     

一种基于载流子的双栅MOSFET解析模型

提出一种全新的基于载流子求解的双栅MOSFET解析模型. 针对无掺杂对称双栅MOSFET结构，该模型由求解泊松方程的载流子分布和Pao-Sah电流形式直接发展而来. 发展的解析模型完全基于MOSFET的基本器件物理进行直接推导,结果覆盖了双栅 MOSFET所有的工作区:从亚阈到强反型和从线性到饱和区,不需要任何额外假设和拟合参数. 模型的预言结果被2D数值模拟很好地验证，表明该解析模型是一个理想的双栅MOSFET建模架构.     

一种基于载流子的双栅MOSFET解析模型

提出一种全新的基于载流子求解的双栅MOSFET解析模型.针对无掺杂对称双栅MOSFET结构,该模型由求解泊松方程的载流子分布和Pao-Sah电流形式直接发展而来.发展的解析模型完全基于MOSFET的基本器件物理进行直接推导,结果覆盖了双栅MOSFET所有的工作区:从亚阈到强反型和从线性到饱和区,不需要任何额外假设和拟合参数.模型的预言结果被2D数值模拟很好地验证,表明该解析模型是一个理想的双栅MOSFET建模架构.     

一种非对称双栅应变硅HALO掺杂沟道MOSFET阈值电压解析模型

提出了一种非对称双栅应变硅HALO掺杂沟道金属氧化物半导体场效应管结构.该器件前栅和背栅由两种不同功函数的金属构成,沟道为应变硅HALO掺杂沟道,靠近源区为低掺杂区域,靠近漏区为高掺杂区域.采用分区的抛物线电势近似法和通用边界条件求解二维泊松方程,分别求解了前背栅表面势、前背栅表面电场及前背栅阈值电压,建立了双栅器件的表面势、表面电场和阈值电压解析模型.详细讨论了物理参数对解析模型的影响.研究结果表明,该器件能够很好的抑制短沟道效应、热载流子效应和漏致势垒降低效应.模型解析结果与DESSIS仿真结果吻合较好,证明了该模型的正确性.     

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 .     

一种基于非平衡态格林函数的准三维FinFET模型

提出了一种针对FinFET器件的准三维量子力学模型.采用非平衡态格林函数方法计算器件中的弹道输运电流,同时在器件垂直于沟道方向的横截面上求解二维的薛定谔方程来得到载流子的态密度分布,最终实现与三维泊松方程的自恰求解.模拟结果显示纳米尺度的FinFET器件具有良好的开关特性和亚阈值特性.这个模型还能适用于量子线等其他三维结构的纳米器件.     

双栅肖特基源漏MOSFET的阈值电压模型

通过求解泊松方程得到了双栅肖特基势垒MOSFET的解析模型. 这个解析模型包括整个沟道的准二维电势分布和适用于短沟双栅肖特基势垒MOSFET的阈值电压模型.数值模拟器ISE DESSIS验证了模型结果.     

双栅肖特基源漏MOSFET的阈值电压模型

通过求解泊松方程得到了双栅肖特基势垒MOSFET的解析模型. 这个解析模型包括整个沟道的准二维电势分布和适用于短沟双栅肖特基势垒MOSFET的阈值电压模型.数值模拟器ISE DESSIS验证了模型结果.     

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．     

一种基于非平衡态格林函数的准三维FinFET模型

提出了一种针对FinFET器件的准三维量子力学模型．采用非平衡态格林函数方法计算器件中的弹道输运电流,同时在器件垂直于沟道方向的横截面上求解二维的薛定谔方程来得到载流子的态密度分布,最终实现与三维泊松方程的自恰求解．模拟结果显示纳米尺度的FinFET器件具有良好的开关特性和亚阈值特性．这个模型还能适用于量子线等其他三维结构的纳米器件．     

阶梯掺杂漂移区SOI高压器件浓度分布优化模型

基于分区求解二维泊松方程,提出了阶梯掺杂漂移区SOI高压器件的浓度分布优化模型.借助此模型,对阶梯数从0到无穷时SOI RESURF结构的临界电场和击穿电压进行了研究.结果表明,对于所研究的结构,一阶或二阶掺杂可以在不提高工艺难度的情况下获得足够高的击穿电压,因而可以作为线性漂移区的理想近似.解析结果、MEDICI仿真结果和实验结果非常吻合,证明了模型的正确性.     

异质结构中载流子输运的二维自洽全能带系综蒙特卡罗模拟

本文展示了一个用于异质结构模拟的二维全能带系综蒙特卡罗 模拟器,它通过自洽求解二维泊松和波尔兹曼方程,同时处理 了载流子在两种不同半导体材料以及其其界面处的输运。本文 给出了该蒙特卡罗模拟器的内部结构,包括通过赝势方法计算 得到全能带结构、包含的不同散射机制和对载流子在两种不同 半导体材料边界输运的适当处理。作为验证,我们对两种不同 掺杂的Si-Ge异质结—p-p同型异质结和n-p异型异质结进行了 模拟,给出了其I-V特性以及电势和载流子浓度分布,这些结果 验证了我们的异质器件蒙特卡罗模拟器的有效性。     

掺杂浓度和无序对柔性有机发光二极管载流子迁移率的影响

基于电荷分布的泊松方程和载流子输运方程,考虑最低能量非占据态和最高能量占据态的载流子态密度服从双高斯分布的模型,自洽地研究了掺杂浓度和无序对Alq3柔性有机发光二极管载流子迁移率的影响.发现掺杂浓度低于1×1020cm-3时,掺杂浓度对迁移率影响很小,迁移率几乎保持不变;当掺杂浓度大于1×1020cm-3时,载流子迁移...     

平面结场板结构表面场分布的二维解析

提出了基于二维泊松方程解的平面结场板结构的二维表面电场解析物理模型.在该模型基础上,分析了衬底掺杂浓度、场板厚度和长度对二维表面场分布的影响.解析预言的场分布与击穿电压的计算结果与先前的数值分析基本符合.该模型为场板结构的优化设计提供了理论基础.     

平面结场板结构表面场分布的二维解析

提出了基于二维泊松方程解的平面结场板结构的二维表面电场解析物理模型 .在该模型基础上 ,分析了衬底掺杂浓度、场板厚度和长度对二维表面场分布的影响 .解析预言的场分布与击穿电压的计算结果与先前的数值分析基本符合 .该模型为场板结构的优化设计提供了理论基础     

MOS器件的二维稳态分析

本文叙述了MOS 器件的二维稳态分析软件.二维泊松方程和电流连续方程是用有限元法求解的.非线性泊松方程用牛顿-拉夫森法线性化.由于采用Gummel迭代法求解和巧妙地采用稀疏矩阵技术存放方程的系数矩阵,节省了所占用的计算机内存.求解所需网格划分信息由程序自动形成.本文给出了本程序运行时占用内存和运算时间以及MOS器件的一些计算结果.