应变Si调制掺杂NMOSFET电子面密度模型

应变Si(Strain Si)调制掺杂NMOSFET量子阱沟道中电子面密度直接影响器件的开关特性.本文通过求解泊松方程,建立了应变Si调制掺杂NMOSFET量子阱沟道静态电子面密度模型,并据此建立了器件阈值电压模型,利用MATLAB软件对该模型进行了数值分析.讨论了器件结构中δ-掺杂层杂质浓度和间隔层厚度与电子面密度和阈值电压的关系,分析了器件几何结构参数和材料物理参数对器件量子阱沟道静态电子面密度和阈值电压的影响.随着δ-掺杂层杂质浓度的减小和间隔层厚度的增加,量子阱沟道中电子面密度减小,阈值电压绝对值减小.     

GaN异质结场效应管中栅、漏电压对电子气的控制(续)

从自洽求解二维泊松方程和薛定谔方程出发,编制出计算GaN HFET内不同栅、漏电压下沟道能带、电子气密度及量子电容的软件,研究场效应管的电荷控制和DIBL.在异质结沟道阱研究中,改变栅电压算出的电子气密度及量子电容同C-V实验测试结果相吻合,证明求解薛定谔方程是研究异质结场效应管电荷控制的有效方法.考虑外沟道渗透到内沟...     

基于势阱近似的小尺寸MOSFETs反型层解析模型

将垂直于栅氧化层/衬底界面方向的反型层电势分布规律近似为耗尽层的电势分布规律,采用WKB近似方法求解薛定谔方程,得到了量子机制下分析MOSFETs反型层的解析模型,进而对Al/SiO2/p-Si MOSFETs能级、子带电子密度和反型层质心进行了模拟计算,并将模拟结果与数值自洽结果进行了比较,模拟结果较好地与数值自洽结果相吻合。     

Two-Dimensional Static Numerical Modeling and Simulation of AlGaN/GaN HEMT

考虑AlGaN/GaN材料的自发、压电极化效应和量子效应,通过泊松方程、薛定谔方程和流体力学方程组的数值自洽求解方法,对AlGaN/GaN HEMT的二维静态模型与模拟问题进行了研究,得到了器件区域的导带图、二维电子气分布、电子温度特性、直流输出和转移特性,并对模拟结果进行了分析与讨论.     

非均匀势场中物质波的反射和透射

利用与时间无关的薛定谔方程和亥姆霍兹方程的形式相似性,把势场分布和能量本征值分别与光波导中的折射率分布和传播常数相对应,将分析光波导的分析转移矩阵用于分析微观粒子贯穿势垒的量子隧道效应。最终在不求解薛定谔方程且不引入任何近似的情况下得到了微观粒子穿越任意势垒的反射系数和反射几率的精确解析式。分析表明所得公式精确,物理意义非常清楚,通用性强。在研究量子隧道效应、量子反射、量子粒子和隧道共振等方面具有一定的应用价值。     

AlGaN/GaN HEMT二维静态模型与模拟

考虑AlGaN/GaN材料的自发、压电极化效应和量子效应,通过泊松方程、薛定谔方程和流体力学方程组的数值自洽求解方法,对AlGaN/GaN HEMT的二维静态模型与模拟问题进行了研究,得到了器件区域的导带图、二维电子气分布、电子温度特性、直流输出和转移特性,并对模拟结果进行了分析与讨论.     

盘型量子点中极化子的温度效应

在考虑电子与体纵光学声子强耦合的条件下,通过求解能量本征方程,得出了盘型量子点中电子的基态能量、第一激发态能量及其相应的本征波函数;采用幺正变换和元激发理论方法研究了圆盘型量子点的声子效应,并讨论了温度对量子盘中极化子性质的影响。数值计算表明：在温度较低时,声子不能被激发,温度对能量无影响,当温度较高时,声子能够被激发,且温度愈高,被激发的声子数愈多,极化子能量愈大;结果还表明基态能量随着电子-声子耦合强度的增大而减小,随量子盘半径的增大而减小. 说明量子盘具有明显的量子尺寸效应。     

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 .     

MOS器件多晶硅栅量子效应的解析模型

根据载流子分布曲线近似,通过求解泊松方程,对多晶硅中的量子效应进行建摸,得出了一个基于物理的解析模型,该模型仅仅通过两个拟合参数可以将多个分散的状态模型简化为一个统一的模型.利用该模型对阈值电压进行了计算,其结果与数值模拟结果相吻合,证明了该模型的正确性和准确性.     

MOS器件多晶硅栅量子效应的解析模型

根据载流子分布曲线近似,通过求解泊松方程,对多晶硅中的量子效应进行建摸,得出了一个基于物理的解析模型,该模型仅仅通过两个拟合参数可以将多个分散的状态模型简化为一个统一的模型.利用该模型对阈值电压进行了计算,其结果与数值模拟结果相吻合,证明了该模型的正确性和准确性.     

表面势垒形状对NEA光阴极电子能量分布的影响

通过计算电子到达阴极面时的能量分布和求解电子隧穿表面势垒的薛定谔方程得到了透射式NEA GaAs光阴极发射电子能量分布的计算公式.利用该公式仿真研究了阴极表面势垒形状对电子能量分布的影响,发现I势垒变化对阴极的量子效率影响显著,其中尤以I势垒宽度影响更大,而Ⅱ势垒则影响阴极的能量展宽,其中真空能级的升高可使阴极电子能量分布更集中,但却牺牲了一定的阴极量子效率.拟合分析了实验测试的透射式阴极电子能量分布曲线,实验与理论曲线吻合得很好,并得到了阴极的表面势垒参数.     

Characteristics of quadratic electro-optic effects and electro-absorption process in CdSe parabolic quantum dots

The nonlinear susceptibilities have been calculated theoretically for CdSe disk-like parabolic quantum dots by using a two-energy-level model in the strong-confinement regime. The confined wave functions and eigenenergies of excitons in parabolic quantum dots have been studied by solving the electron–hole effective-mass Schrodinger equation. The third-order susceptibilities of the quantum dots for quadratic electro-optic effects (QEOE) and electro-absorption (EA) process as a function of quantum dot size, relaxation time, parabolic confinement frequency, and pump photon energy have been also analyzed.     

量子环中电子的激发能量和跃迁谱线频率

在量子环中电子与体纵光学声子强耦合的情况下,通过求解能量本征方程,得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及其波函数.数值计算结果表明:电子的激发能量和跃迁谱线频率随着电子-声子耦合强度的增大而增大,并且随着量子环内径(或外径)的增大而减小。     

A comprehensive analytical study of an undoped symmetrical double-gate MOSFET after considering quantum confinement parameter

This paper presents analytical models of threshold voltage, carrier concentration and drain current for undoped symmetrical double-gate (SDG) MOS devices. The analytical models are derived after solving the Poisson's equation under Gradual Channel Approximation (GCA). Quantum mechanical effect in ultrathin silicon film is studied by introducing quantum confinement parameter and quantum corrected potential in the Poisson's equation instead of solving complex Schrödinger–Poisson's equation. The confinement parameter, which depends on film thickness, work function and gate bias decreases with film thickness. Quantum corrected potential attains its maximum value near the interface and minimum value at the centre of the silicon film. The mobile carrier density and surface potential are reduced due to quantum confinement effect. The simulation result of the threshold voltage shows excellent agreement with quantum numerical results.     

Ge/Si量子阱结构的C-V特性的模拟

采用有限深对称方势阱近似模型求解薛定谔方程得到Ge/Si量子阱中的子能级分布,并基于迭代法数值求解泊松方程模拟计算了量子阱结构样品在不同偏压下的载流子浓度分布和C-V特性.C-V曲线上电容平台的存在是量子阱结构C-V特性的显著特征,它与量子阱结构参数有密切的关系.随着覆盖层厚度的减小,C-V曲线上平台起始点的电容值增加,并且向低电压方向移动直至其消失.随着量子阱中的掺杂浓度提高,阱中的载流子浓度也会相应增加,那就需要更高的外加电压才能耗尽阱中的载流子,因此平台宽度也就随着掺杂浓度的增加而增加.当覆盖层厚度增加时,由于电压的分压作用,使得降在量子阱上的分压相应减少,因此需要更大的外加偏压才能使阱中载流子浓度全部耗尽,这就使平台的宽度增大.同样地,当覆盖层掺杂浓度增加时,覆盖层中更多的载流子转移到阱内,也就需要更高的外加偏压才能使阱中载流子全部耗尽,平台的宽度也就随之增大.     

多量子阱系统结构变化对电子共振隧穿的影响

文中通过求解薛定谔方程得到由Ｎ个矩形势垒构成的量子系统的变换矩阵和电子透射系数的精确解，研究了多量子阱系统结构变化对电子共振隧穿的影响。     

Modeling Aspects of Sub-100-nm MOSFETs for ULSI-Device Applications

Ultrathin oxides (1-3 nm) are foreseen to be used as gate dielectric in complementary-MOS technology during the next ten years. Nevertheless, they require new approaches in modeling and characterization due to the onset of quantum effects. Predicting device characteristics including quantum effects requires solving of Schroumldinger's equation together with Poisson's equation. In this paper, Poisson's equation is solved in two dimensions (2-D) over the entire device using Green's function approach, while Schroumldinger's equation is decoupled using triangular-potential-well approximation. The carrier density thus obtained is included in the space-charge density of Poisson's equation to obtain quantum-carrier confinement effects in the modeling of sub-100-nm MOSFETs. The framework also consists of the effects of source/drain-junction curvature and depth, short-channel effects, and drain-induced barrier-lowering effect. The 2-D potential profiles thus obtained with above said effects form the basis for an estimation of threshold voltage. Using this potential distribution, the transfer characteristics of the device are also evaluated. The method presented is comprehensive in the treatment, as it neither requires self-consistent numerical modeling nor it contain any empirical or fitting expression/parameter to provide formulation for quantized-carrier effect in the inversion layer of MOSFETs. The results obtained show good agreement with available results in the literature and with simulated results, thus proving the validity of our model     

Quantization effects in inversion layers of PMOSFETs on Si (100)substrates

The 2-D hole gas distributions within inversion layers of PMOSFETs have been evaluated by solving the coupled Schrodinger equation and Poisson equation self-consistently based on the effective mass approximation with the light hole and heavy hole subbands taken into account. The threshold voltage shift resulting from the carrier redistribution due to quantization effects is found to be more significant for PMOSFETs than NMOSFETs on (110) Si substrates. For a certain substrate doping concentration the threshold voltage shift from the classical value due to quantization effects is found to be a combination of substrate band bending and oxide potential differences between the classical and the quantum mechanical models     

球壳量子点中电子能态及其量子比特的性质

通过求解球壳量子点的能量本征方程,得到电子能态,并以两能态叠加构造一个量子比特。对InAs材料的数值计算表明:当电子受限增强时,能量本征值增大。量子比特内电子的概率密度分布与电子的空间坐标和时间有关,在球壳的中心球面上电子出现的概率最大,在球壳边界面出现的概率为零,且各个空间点的概率密度随方位角周期性变化和随时间做周期性振荡,振荡周期随着外径(或内径)的增大而增大。