高频MOS场效应管变换器工作特性

功率 MOS—FET 的漏极、源极间,存在着反向内部二极管,用MOS—FET 组成 PWM 型变换器时,由于其内部二极管的恢复电流而引起上下支路的短路现象。若采用电感来控制电流的上升能有效地防止这种现象,本文把紧耦合电感的短路电流控制电路用于100KHZ 左右的高载波频率上工作,做成功率1KW 的PWM 变换器。而且求出各元件上的损耗以及变换器的效率。依据理论值和实验值的比较研究,给出 PWM 变换器的设计指南。     

HCl氧化物MOS结构质子辐照诱导的界面陷阱效应

用微分电容法研究质子辐照HCl氧化物铝栅MOS结构诱导的界面陷阱,栅氧化层在1 160℃很干燥的、含0～10％HCl的气氛中热生长而成,质子辐照能量为120～300keV,注入总剂量范围为8×10~(13)～1×10~(16)p/cm~2。结果表明,辐照诱导的界面陷阱能级密度随质子能量、剂量增加而增加。然而,氧化层中掺入6％HCl时,辐照诱导的界面陷阱明显减少。这样,已能有效地改变MOS器件的抗辐照性能。实验结果可用H~+二级过程解释。     

双栅MOS场效应管精确的二维电势分布与V_（th）的解析模型

双栅（ＤｕａｌＧａｔｅ）ＭＯＳ场效应管所具有的完全对称的独特结构带来一系列电学特性变化引起了人们广泛的研究兴趣。本文利用格林函数法，采用合理的边界条件，得出ＤＧＭＯＳ体硅的二维电势解析表达式，并由此导出适用于亚微米沟道ＤＧＭＯＳ管阈值电压的解析表达式。阈值电压模型与有关实验数据符合甚好。对于进一步深入探讨ＤＧＭＯＳ管的体反型（ＶｏｌｕｍｅＩｎｖｅｒｓｉｏｎ）效应及其引起的电学特性变化，本模型提供了有效的途径。     

基于功率MOS型场效应管的4 kV纳秒脉冲源

为了用固体开关器件替代国外氢闸流管,开展了大功率高速高压半导体固体开关及与其相配的高速高压组合电路研究。利用功率MOS型场效应管的开关原理,提出了对功率MOS型场效应管的栅极"过"驱动技术,提高了功率MOS型场效应管的开关速度,研制出基于功率MOS型场效应管的输出脉冲幅度大于4 kV,前沿小于10 ns,脉冲宽度大于100 ns的高压快脉冲驱动源。     

MOS器件栅介质层陷阱的表征方法

随着MOS器件按比例缩小,MOS器件的可靠性问题正成为限制器件性能的一大瓶颈。作为可靠性研究的一个热点和难点,MOS器件栅介质可靠性的研究一直是学术界和工业界研究的重点。普遍认为,栅介质中的陷阱是引起栅介质退化乃至击穿的主要因素,对栅介质中陷阱信息的准确提取和分析将有助于器件性能的优化、器件寿命的预测等。针对几十年来研究人员提出的各种陷阱表征方法,在简单介绍栅介质中陷阱相关知识的基础上,对已有的界面陷阱和氧化层陷阱表征方法进行系统的调查总结和分析,详细阐述了表征技术的新进展。     

MOS器件辐照引入的界面态陷阱性质

通过分析总剂量辐照产生的界面陷阱的施主和受主性质 ,用半导体器件模拟软件 Medici模拟了NMOS、PMOS器件加电下辐照后的特性。结果表明 ,对于 NMOSFET,费米能级临近导带 (N沟晶体管反型 )时 ,受主型界面态为负电荷 ,施主型界面态陷阱为中性 ,使界面态陷阱将引起的阈值电压漂移 ;而对 PMOSFET,当费米能级临近价带 (P沟晶体管反型 )时 ,施主型界面态陷阱带正电荷 ,受主型界面态陷阱为中性 ,界面态陷阱将引起负的阈值电压漂移。理论模拟的转移特性与测试结果吻合。文中从器件工艺参数出发 ,初步建立了总剂量电离辐照模型 ,该模型对于评估器件总剂量加固水平提供了一种理论方法     

MOS晶体管中辐照引起的陷阱正电荷的强压退火

电离辐射在 MOS结构的 Si O2 层中建立正陷阱电荷 ,这些正陷阱电荷在正强栅偏压( + 2 0 V)下迅速减少 ,这是由于正栅压引起硅衬底中的电子向 Si O2 层隧道注入 ,从而与陷阱正电荷复合 .正栅压退火不仅对 N沟 MOS结构非常有效 ,对 P沟 MOS结构也有一定的影响 .给出了辐照后的 NMOS和 PMOS晶体管在强正栅压下退火的实验结果 ,阐明了正栅压下的“隧道退火”机理 .     

MOS晶体管中辐照引起的陷阱正电荷的强压退火

电离辐射在MOS结构的SiO2层中建立正陷阱电荷,这些正陷阱电荷在正强栅偏压(+20V)下迅速减少,这是由于正栅压引起硅衬底中的电子向SiO2层隧道注入,从而与陷阱正电荷复合.正栅压退火不仅对N沟MOS结构非常有效,对P沟MOS结构也有一定的影响.给出了辐照后的NMOS和PMOS晶体管在强正栅压下退火的实验结果,阐明了正栅压下的“隧道退火”机理     

工艺参数对真空紫外光直接光CVDSiO2—Si界面特性的影响

采用高频（１ＭＨｚ）Ｃ－Ｖ测试和红外谱，研究了工艺参数对ＸＣ激发真空紫外光直接光ＣＶＤＳｉＯ２的ＳｉＯ２／Ｓｉ界面特性的影响。结果表明，衬底温度Ｔｓ对固定氧化物电荷密度△Ｎｏｔ、慢界面态密度△Ｎ的影响比反应室总气压ＰＣ和ＳｉＨ４／Ｏ分压比显著。△Ｎｏｔ和△Ｎｓｔ在１１０℃附近有极小值。约为１０＾１０ｃｍ＾－１２量级。Ｔｓ〉１２０℃，△Ｎｏｔ呈正电荷性，Ｔｓ〈１１０℃，△Ｎｏｔ呈负电荷性，Ｓｉ－Ｏ－     

工艺参数对真空紫外光直接光CVD SiO2／Si界面特性的影响

采用高频（１ＭＨｚ）Ｃ－Ｖ测试和红外谱，研究了工艺参数对Ｘｅ激发真空紫外光（ＶＵＶ）直接光ＣＶＤ ＳｉＯ２的ＳｉＯ２／Ｓｉ界面特性的影响。结果表明：衬底温度Ｔｓ对固定氧化物电荷密度ΔＮｏｔ、慢界面态密度ΔＮｓｔ的影响比反应室总气压Ｐｃ和ＳｉＨ２／Ｏ２分压比显著。ΔＮｏｔ和ΔＮｓｔ在１１０℃附近有极小值，大小为１０＾１０ｃｍ＾－２量级。Ｔｓ〉１２０℃，ΔＮｏｔ呈正电荷性，Ｔｓ〈１１０℃，ΔＮｏｔ呈负     

Si/SiO2和SiNx/SiO2多层膜的室温光致发光

采用射频磁控溅射法,制备了纳米Si/SiO2和SiNx/SiO2多层膜,得到强的可见光致发光,利用傅里叶红外吸收(FTIR)谱和光致发光(PL)谱,对其发光特性进行了研究,在374 nm和712 nm左右观察到强发光峰.用量子限制-发光中心(QCLC)模型解释了其可能的发光机制,认为发光可能源自于SiOx界面处的缺陷发光中心.建立了发光的能隙态(EGS)模型,认为440 nm和485 nm的发光源于N-Si-O和Si-O-Si缺陷态能级.     

电离辐射对Si_3N_4/SiO_2/Si双界面系统的作用

采用氩离子刻蚀XPS(X光激发电子能谱)分析对S i3N4/S iO2/S i双界面系统进行了电离辐照剖面分析。实验结果表明:电离辐照能将S iO2和S i构成的界面区中心向S i3N4/S iO2界面方向推移,同时S iO2/S i界面区亦被电离辐照展宽。在同样偏置电场中辐照,随着辐照剂量的增加电离辐照相当程度地减少位于S iO2/S i界面区S i3N4态(结合能B.E.101.8 eV)S i的浓度。同时辐照中所施偏置电场对S iO2/S i界面区S i3N4态键断开有显著作用。文中就实验现象的机制进行了初步探讨。     

线性余因子差分亚阈电压峰技术测量电应力诱生MOSFET界面陷阱的研究

本文提出了用线性余因子差分亚阈电压峰测量电应力诱生MOSFET界面陷阱的新技术并进行了实验验证 .详细介绍了该方法的基本原理和实验实现 ,得到了电应力诱生MOSFET界面陷阱和累积应力时间的关系 .该方法具有普适性 ,可用于MOSFET的一般可靠性研究和寿命预测 .     

氮钝化SiC MOS界面特性的Gray-Brown法研究

降低SiO2/SiC界面态密度,尤其是SiC导带附近的界面态密度,是SiC MOS器件研究中的关键技术问题。采用氮等离子体钝化处理SiO2/SiC界面,制作成MOS电容后通过I-V和低温C-V测试进行氧化膜击穿特性及界面特性评价。氧化膜击穿电场为9.92MV/cm,SiO2与SiC之间的势垒高度为2.69eV。使用Gray-Brown法结合Hi-Lo法分析C-V曲线,获得了距导带底EC0.05～0.6eV范围内的界面态分布,其中距EC0.2eV处的界面态密度降低至1.33×1012cm-2eV-1。实验结果表明,氮等离子体处理能有效降低4H-SiC导带附近的界面态密度,改善界面特性。     

射频溅射SiO2在制造Si/SiGeHBT中的应用

介绍了射频溅射ＳｉＯ２的原理与工艺,对制造出的Ｓｉ／ＳｉＧｅＨＢＴ作了分析。     

氮化感应致n-MOSFETs Si/SiO2界面应力的研究

本文借助氩离子（Ａｒ＾＋）背表面轰击技术研究不同氮化处理所导致的ｎ－ＭＯＳＦＥＴｓＳｉ／ＳｉＯ２界面附近剩余机械应力。结果表明：ＮＨ３氮化及Ｎ２Ｏ生长的氧化物－硅界央附近均存在较大的剩余应力,前者来自过多的界面氮结合,后者来自因为初始加速生长阶段。Ｎ２Ｏ氮化的氧化物表现出小得多的剩余应力,从而有优良的界面和体特性。     

SiO2/4H-SiC(0001)界面过渡区的ADXPS研究

采用角依赖X射线光电子谱技术(ADXPS)对高温氧化SiO2/4H-SiC(0001)界面过渡区的组成、成分分布等进行了研究.通过控制1%浓度HF酸刻蚀氧化膜的时间,制备出超薄膜(1～1.5nm)样品,同时借助标准物对照分析,提高了谱峰分解的可靠性.结果显示,高温氧化形成的SiO2/4H-SiC(0001)界面,同时存在着Si1+,Si2+,Si33+3种低值氧化物,变角分析表明,一个分层模型适合于描述该过渡区的成分分布.建立了过渡区的原子级模型并计算了氧化膜厚度.结合过渡区各成分含量的变化及电容-电压(C-V)测试分析,揭示了过渡区成分与界面态的直接关系.     

SiO2/4H-SiC(0001)界面过渡区的ADXPS研究

采用角依赖X射线光电子谱技术(ADXPS)对高温氧化SiO2/4H-SiC(0001)界面过渡区的组成、成分分布等进行了研究.通过控制1%浓度HF酸刻蚀氧化膜的时间,制备出超薄膜(1～1.5nm)样品,同时借助标准物对照分析,提高了谱峰分解的可靠性.结果显示,高温氧化形成的SiO2/4H-SiC(0001)界面,同时存在着Si1 ,Si2 ,Si33 3种低值氧化物,变角分析表明,一个分层模型适合于描述该过渡区的成分分布.建立了过渡区的原子级模型并计算了氧化膜厚度.结合过渡区各成分含量的变化及电容-电压(C-V)测试分析,揭示了过渡区成分与界面态的直接关系.