MOS器件二维有限元分析

一、引言 随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的发展,MOS器件的尺寸日益缩小,它的性能不能再用一个简单的一维分析公式来我达。为了精确地确定小尺寸MOS器件的性能及保证设计工作的正确性,必须研究二维,三维情形。差分方法的二维MOS器件模拟,已发展得比     

SiC材料，器件和应用：市场现状和将来趋势

对SiC材料，开始是用其机械性能。20世纪90年代开始生产SiC单晶锭，从而开辟新的光电子学和功率电子学应用领域；即用于制备功率电子器件、RF(射频)／微波器件，氮化物基光电器件的衬底以及MEMS(微电子机械系统)和微系统用器件，尤其适合于制造在恶劣环境中使用的微系统器件。     

用于45nm及以下集成电路工艺的高介电常数绝缘栅材料

金属-氧化物-半导体结构(MOS)是目前电子器件中最重要的器件之一,现代电子技术可以说是建立在MOS器件之上的。随着集成电路技术的不断发展,MOS技术到达了一个关键的转折点. 由于器件尺寸不断缩小, 导致MOS中氧化层厚度相应减小, 电子的隧道穿透效应逐渐显现出来, 引起的棚极-沟道漏电流急剧增大,导致器件发热量增加、性能下降甚至失效,因此限制了MOS器件尺寸的进一步缩小. 当MOS进入65nm工艺时,二氧化硅的厚度已经降至1.2nm(大约相当于5个原子层的厚度),这样的厚度几乎已经达到了二氧化硅介质层物理极限. 因此,45nm技术及以下工艺不能继续沿用原有的MOS结构与制备技术,必须采用新的结构、新的材料、新的工艺以便进一步缩小MOS器件的尺寸,提高器件的工作速度,降低器件的能耗. 高电介质常数介质膜被业界认为是开发45nm以下硅集成电路芯片技术的关键. 业界普遍认为利用high K绝缘层技术的MOS器件是20世纪60年代MOS晶体管出现以来,晶体管技术发生的最大变化. 2005年以及以后的International technology roadmap for Semiconductors 均把high K技术作为标志性内容之一. 目前国际上有关high K材料与器件的研究比较多,Intel、IBM等已经实现研究成果向生产技术的转移,其中Intel公司在45nm微处理器技术中利用high K绝缘栅技术已经取得突破性进展,并于2007年11月16日发布了一系列利用high K技术的45nm处理器,IBM公司也已经在MOS工艺中实现high K绝缘栅技术. 较以前的MOS工艺,基于high K技术的芯片中晶体管数量成倍增加,栅极漏电流减小了数倍,功耗大幅减小. 根据目前透露的资料,high K绝缘层为Hf基氧化物,但是介质膜的具体成分、结构、制备工艺流程以及与Hf基氧化物配合的金属栅极材料等技术内容目前均属于保密资料. 从国内同行的研究看,目前发表的相关研究文章主要集中在对high K绝缘栅的介绍或综述性评论,实际开展的研究工作很有限. 因此,及时开展对high K绝缘层成分与制备工艺方面的研究,对于我国集成电路制造业跟上国际集成电路技术的发展方向和先进水平、打破国外的技术垄断是非常必要的.     

SiC功率器件与电路中的栅介质技术

目前,宽带隙半导体材料SiC在功率MOS器件与电路方面的巨大优势一直没有很好地体现出来,这主要是受到SiC衬底上栅介质绝缘层的质量及界面特性方面的限制。本文在总结比较国际该领域研究现状的基础上,分析了碳元素的存在对介质层质量和界面态密度的影响,指出通过低温沉积氧化层以获得良好的界面质量,并通过高k介质的引入以提高介质层可靠性是今后SiC功率器件与电路研制中比较理想的栅介质制备技术。     

SiC材料及其在功率器件方面应用研究进展

ＳｉＣ材料具有高电流击穿场、高饱和电子漂移速率、高热导率等特性，使得ＳｉＣ材料在功率器件领域具有巨大的潜力。本文简单介绍了ＳｉＣ晶体特征和材料的制备及各种ＳｉＣ功率器件结构、性能及当前发展情况，同时亦指出ＳｉＣ器件进一步实用化所需解决的问题及应用前景。     

稀土离子注入的硅材料MOS结构高效率电致发光器件

本文介绍了在稀土离子Re(Re=Er、Eu、Tb、Ce和Gd)注入的SiO2金属-氧化物-硅(MOS)结构高效率电致发光器件的研究进展情况。通过将不同的稀土离子注入到SiO2薄膜,相继获得了发射光谱峰值分别位于红外(1.54μm)、可见光(618 nm5、43 nm、440 nm)至紫外(316 nm)光谱范围的MOS结构电致发光器件,并系统研究了SiO2:Re薄膜中稀土离子的电致发光特性。在SiO2:Re有效发光层的厚度为50 nm,掺杂浓度为1-3%的条件下,稀土Er、Tb和Gd离子注入掺杂的硅材料MOS结构电致发光器件在红外、绿光和紫外的量子效率分别达到14%、16%和5%,接近了商品化III-V族半导体发光二极管的水平。     

半导体功率器件分层改善

器件分层是功率器件常见的失效模式之一,它制约着功率器件性能的进一步提高。本文旨在通过框架的优化设计、Molding Compound及框架材料合理搭配和封装工艺的优化来达到改善分层的目的。     

集成还是不集成?

通过巧妙的分配功能获得更加出色的集成功率器件功率器件的半导体技术及封装技术的发展与大规模集成电路的发展并不相同。了解在何时、何处分别处理不同的功率和信号处理功能是很有益处的,这一点在需要使用十分复杂     

VMOS在逐格摄影机及高速摄影机中的应用

功率MOSFET又称功率场效应晶体管,是国际上七十年代后期开发的新型功率器件。它的独到之处是兼有MOS器件和双极型器件的优点,即大电流、高开关速度、高电压、高输入阻抗、无二次击穿,并且驱动方便,有完美的线性区和良好的热稳定性。所以,它一面世,就受到线路设计人员的极大重视和欢迎。目前,国外已在军用、民用工业中广泛应用该器件。特别在开关电源、电机控制、大电流接口、音频和射频     

固态微波功率器件测量夹具及其校准技术研究

固态微波功率器件由于其封装形式的特殊性,测量过程中必须引入测量夹具作为桥梁,才能完成接口形式的转换,进而开展测试工作。针对固态微波功率器件微波电参数在测试中,测量夹具给测量结果带来影响的问题,对固态微波功率器件测量夹具及其校准技术进行了研究。文章介绍了采用TRL校准方法,并利用矢量网络分析仪的误差修正功能来去除测量夹具误差,从而得到被测器件的真实性能参数。通过具体试验数据表明,对测量夹具的校准和误差的去除是可行有效的,从而可以在测量结果中去除测量夹具的影响而得到被测器件的"净"参数。     

SiC材料及其在功率器件方面应用研究进展

ＳｉＣ材料具有高电流击穿场高饱和电子漂移速率，高热导率等特性，使得ＳｉＣ材料有功率器件领域具有巨大的潜力，本文简单介绍了ＳｉＣ晶体特征和材料的制备及各种ＳｉＣ功率器件结构，性能及当前发展情况，同时亦指出ＳｉＣ器件进一步实用化所需解决的问题及应用前景。     

高性能图形化SOI功率器件的研制

利用掩膜注氧隔离技术（Masked SIMOX）制备图形化SOI衬底,采用与常规1μmSOI CMOS工艺兼容的工艺流程,制备了图形化SOI LDMOS功率器件。器件的输出特性曲线中未呈现翘曲效应、开态击穿电压高于6V、关态击穿电压达到13V、泄漏电流的量级为10^-8A;截止频率为8GHz;当漏工作电压3．6V,频率为1GHz时,小信号电压增益为6dB。直流和射频电学性能表明,图形化SOI LDMOS结构作为射频功率器件具有较好的开发前景。     

低频功率放大器设计初步研究

本文对低频功率放大器的进行初步研究,设计了由运算放大器NE5532P构成前级放大电路、大功率MOS对管IRF530和IRF9530作为功率输出、有源双T型网络作为带阻滤波器的模拟电路为主的电路系统;该电路系统具有的低噪声、高稳定的特点,兼具激励功率小、输出功率大、偏置简单等特性;且具有可对性能指标和工作状态逐级调整的优点,通频带带宽测试结果优于市场同类产品。     

MOS器件及电路的总剂量辐射效应测试技术解析

辐射是指线同物质之间的相互作用,文章对各种模拟源辐射环境的测量方法进行了分析,介绍了测试MOS器件及电路的总剂量辐射效应的技术,围绕实验进行讨论。     

金属表面处理开关电源技术探讨

20世纪末 ,随着电子半导体技术的飞速发展、大功率ＩＧＢＴ和功能完备的集成控制电路的不断出现 ,开关电源在金属表面处理领域里得到了迅速发展和应用 ,使金属表面处理水平有了质的提高。但在开关电源本身的功率、精度、效率的提高中 ,除受到ＩＧ ＢＴ的限制之外 ,还存在着如高频变压器、软开关ＰＷＭ、功率因数等方面的问题 ,制约着金属表面处理用开关电源特别是大电流开关电源的发展 ,本文将对这几个功能电路作一些分析论述。1　开关电源原理简述开关电源采用开关元件为核心工作器件 (目前国内多采用双管单端双正激式电路为主电路拓扑 ) ,…     

微波功率器件及其材料的发展和应用前景

介绍了微波功率器件的发展和前景,对HBT,MESFET和HEMT微波功率器件材料的特点和选取,以及器件的特性和设计做了分类说明.着重介绍了SiGe合金、InPSiC、GaN等新型微波功率器件材料.并对目前各种器件的最新进展和我国微波功率器件的研制现状及与国外的差距做了概述与展望.     

第3代半导体材料GaN基微波功率器件研究和应用进展

<正>微波功率器件是指工作频段在300M～300GHz这个微波波段内的电子器件,主要用以实现微波功率的发射和放大、控制和接收等功能,是现代相控阵雷达、移动通讯基站等的核心部件。目前微波功率器件的主流产品主要基于第1代半导体材料硅(Si)、锗(Ge)和第2代半导体材料砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)。20世纪90年代,基于第3代宽禁带半导体材料氮化镓(GaN)的高频、大功率微波器件     

日本实现功率器件不用冷却即可在400℃以上长期工作

日本产业技术综合研究所金刚石研究中心，通过将半导体性能及热传导性能比传统硅材料优异的金刚石基板与耐热、低阻抗的钌电极组合，开发出不用冷却即可在400℃以上高温长期使用的功率器件用二极管整流元件。功率器件作为混合电动车马达驱动系统不可或缺的电力控制器件，需求有望增加。     

DAM-10型中波数字发射机功率放大板原理及维修技巧

DAM-10型中波发射机在各中波台应用广泛,该发射机功率输出级使用48块功率放大板,采用大功率MOS场效应管做功率放大器件。功放板工作于高电压大电流的状态,加之雷雨天气和一年四季天线地阻变化的影响,是发射机的易损部位。本文对其原理及检修技巧进行分析总结。     

案例二：量身定制测量方案 助推企业产品开发

<正>1案例概况1.1实施背景铁硅铝软磁合金，又称仙台合金，具有综合软磁性能好、成本低等优点。铁硅铝粉末制备的磁粉芯因其良好的偏置特性和温度稳定性，能够在较宽的温度范围内工作，并且工作时噪音低，在开关电源磁芯、线路滤波器、脉冲回归变压器、储能滤波电感器、功率因素校正器等器件中得到了广泛应用。