基于肖特基栅共振隧穿三极管的器件模拟与实验分析

通过流片,制作出肖特基栅共振隧穿三极管(SGRTT).根据ATLAS软件的模拟发现,当发射极接地, 集电极接外加偏压时,栅极电压对于SGRTT的电流起到明显的控制作用.当集电极接地,栅极电压会主要影响峰值电压,其原因是栅极电压和发射极、集电极的电场分布将会改变耗尽区的分布.实验测试结果对这种现象也予以证实.     

基于肖特基栅共振隧穿三极管的器件模拟与实验分析

通过流片,制作出肖特基栅共振隧穿三极管（SGRTT） .根据ATLAS软件的模拟发现,当发射极接地,集电极接外加偏压时,栅极电压对于SGRTT的电流起到明显的控制作用.当集电极接地,栅极电压会主要影响峰值电压,其原因是栅极电压和发射极、集电极的电场分布将会改变耗尽区的分布.实验测试结果对这种现象也予以证实.     

肖特基栅共振隧穿三极管(SGRTT)的器件模拟

使用Atlas软件模拟了肖特基栅共振隧穿三极管。通过改变发射极长度、栅极金属和上层AlAs势垒的距离以及靠近AlAs势垒的GaAs层浓度,得到器件耗尽区边界以及所对应的I-V特性,由此分析和解释了器件结构参数对器件特性的影响,最后对器件在电路中的应用予以说明。     

n沟肖特基势垒隧穿晶体管特性研究

利用自主开发的蒙特卡罗器件模拟软件 ,对 n沟肖特基势垒隧穿晶体管 (SBTT)的输出特性和转移特性进行了模拟 ,详细分析了沟道区掺杂浓度 ,源漏硅化物区深度以及栅氧化层厚度对 SBTT特性的影响。     

自支撑衬底n-GaN肖特基接触的电流输运机制研究

在自支撑衬底n-GaN外延片上制备了圆形Ni/Au/n-GaN肖特基接触结构,测量和分析器件的变温电流-电压(I-V)特性,研究了其正向和反向电流的输运机制。结果表明:在正向偏压下,随着温度从300K增加至420K,器件的理想因子由1.8减小至1.2,表明在高温下复合机制逐渐被热发射机制替代;在反向小偏压下,漏电流表现显著的温度和电压依赖特性,且ln(I)-E~(1/2)数据满足较好线性规律,这表明肖特基效应的电子热发射机制应占主导;而在更高的反向偏压下,电流逐渐变成温度的弱函数,且数据遵循ln(I/E~2)-1/E线性依赖关系,该行为与Fowler-Nordheim隧穿特性一致。     

GaN基肖特基器件中的反常电容特性

研究了测试频率为0.3～1.5MHz时GaN基肖特基器件的电容特性.实验发现,在Au/i-GaN肖特基器件的电容-电压(C-V)特性曲线中,出现了峰和负值电容,而Au/i-Al0.45Ga0.55N肖特基器件的C-V特性曲线中则既没有峰也没有负值电容的出现.对肖特基器件的电流-电压(I-V)特性和C-V特性进行参数提取和分析后认为,负值电容和峰的出现源于界面态的俘获和损耗,但较大的串联电阻将减弱界面态的作用.     

GaN紫外探测器的Ti/Al接触的电学特性

在非故意掺杂的和掺Si的GaN薄膜上蒸镀Ti(24nm)/Al(nm)薄膜,氮气环境下400～800℃范围内进行退火。实验结果表明,在非故意掺杂的样品上,随退火温度的升高,肖特基势垒高度下降,理想因子升高,表面状况逐渐变差,600℃退火形成较低接触电阻的欧姆接触,比接触电阻率为3.03×10-4Ωcm2,而载流子浓度为5.88×1018cm-3的掺Si的样品未退火就形成欧姆接触,比接触电阻可达到4.03×10-4Ωcm2。     

用于DC／DC转换器的肖特基二极管^60Co γ辐照实验研究

对DC／DC电源模块中的肖特基二极管进行了^60Co γ辐照实验，详细研究其正反向特性和1/f噪声的总剂量效应。实验发现，辐照没有明显引起正向特性变化，但使得反向击穿电压减小，漏电流变大，1／f噪声剧烈增加。基于隧穿效应的分析表明，发现辐照诱生新的界面态及界面态密度分布的变化调制了肖特基势垒高度，是引起器件性能退化主要原因。     

肖特基栅型共振隧穿晶体管的制作研究

已研制成了肖特基栅共振隧穿晶体管,在双势垒结构上蒸发铂金形成栅。通过调制准二维电子积累层的面积进而达到控制隧穿电流的目的。并对发射极正反接电压不同而出现的不同调制现象进行了分析。     

Si3N4栅MOS器件的隧穿电流模拟

随着MOS器件尺寸按比例缩小到亚100 nm时代,栅绝缘层直接隧穿(Direct Tunnel-ing,DT)电流逐渐增大.使用Si3N4材料作为栅介质,利用其介电常数高于SiO2的特性,可以在一定时期内有效地解决隧穿电流的问题.文章在二维器件模拟软件PISCES-II中首次添加了模拟高k材料MOS晶体管的器件模型,并对SiO2和Si3N4栅MOS晶体管的器件特性进行了模拟比较.     

氮化镓基雪崩光电二极管的研制

文章简单回顾了氮化镓基雪崩光电二极管的发展现状，从制作高响应率、低漏电流的雪崩器件出发，详细阐明了制作氮化镓基雪崩光电二极管的工艺过程，特别考虑了干法刻蚀带来的物理损伤以及后续的消除损伤处理。由于雪崩器件对于材料的质量具有较苛刻的要求，因此特别对材料进行了必要的筛选。通过一系列工艺上的改进，成功地制作出国内第一只氮化镓基雪崩光电二极管，器件的光敏面直径是40μm；并对其进行了光电性能测试。测试结果表明，当反向偏压是58V时，漏电流大约是1．18×10^-7A，雪崩增益是3。     

Si肖特基二极管直流及高频建模

采用分段提参的方法,针对SMIC 130nm CMOS工艺下CoSi2-Si肖特基二极管的直流及高频特性建立统一模型。直流时除了热发射效应,也考虑了势垒不均匀效应、大注入效应及隧穿效应的影响。高频时,在直流特性基础上特别考虑了衬底以及金属寄生效应的影响。该模型直流拟合误差为1.26%,高频时在整个测试频段（1GHz~67GHz）内电阻、电容拟合误差分别为3.16%和2.25%。据我们所知,这是首次针对CoSi2-Si肖特基二极管建立完整模型,考虑直流及高频特性并给出了相应的提参步骤。     

沟槽肖特基器件Si深槽刻蚀工艺

深硅刻蚀工艺是制造沟槽肖特基器件的关键技术.Si深槽的深度影响肖特基反向击穿电压,深槽的垂直度影响多晶Si回填效果,侧壁平滑度及深槽底部长草现象对器件的耐压性能影响显著.采用SF6/O2常温刻蚀工艺刻蚀Si深槽.研究了工艺压力、线圈功率、SF6/O2比例以及下电极功率等参数对沟槽深度均匀性和垂直度的影响.得到了使Si深槽形貌为槽口宽度略大于槽底,侧壁光滑,且沟槽深度均匀性为2.3％左右的工艺条件.利用该刻蚀工艺可实现沟槽多晶Si无缝回填.该工艺条件成功应用于沟槽肖特基器件制作中,反向击穿电压达到58 V,反向电压通48 V,漏电流为11.2 μA,良率达到97.55％.     

Numerical simulation of InGaN Schottky solar cell

The Indium Gallium Nitride (InGaN) III-Nitride ternary alloy has the potentiality to allow achieving high efficiency solar cells through the tuning of its band gap by changing the Indium composition. It also counts among its advantages a relatively low effective mass, high carriers' mobility, a high absorption coefficient along with good radiation tolerance. However, the main drawback of InGaN is linked to its p-type doping, which is difficult to grow in good quality and on which ohmic contacts are difficult to realize. The Schottky solar cell is a good alternative to avoid the p-type doping of InGaN. In this report, a comprehensive numerical simulation, using mathematically rigorous optimization approach based on state-of-the-art optimization algorithms, is used to find the optimum geometrical and physical parameters that yield the best efficiency of a Schottky solar cell within the achievable device fabrication range. A 18.2% efficiency is predicted for this new InGaN solar cell design.     

肖特基势垒反向隧穿电流的计算模型与特征分析

运用数值计算方法分析了肖特基势垒反向隧穿电流的场发射(FE)、热场发射(TFE)以及基于WKB近似的积分计算模型等三种模型之间的关系,阐述了场发射与热场发射模型的不足.通过分析积分计算模型的数值计算结果,探讨了肖特基势垒反向隧穿电流随能量峰状分布的基本特征.     

选区外延生长半极性GaN材料上的肖特基接触特性

半极性GaN材料的研究在光电器件和电子器件领域有重要意义.采用选区外延生长技术在Si衬底上生长半极性GaN材料,并制备肖特基势垒二极管(SBD).通过测量SBD在不同温度下的Ⅰ-Ⅴ特性曲线,观察到电流的大小随着温度的增加而增加,且受反向偏压影响,证明半极性GaN基SBD的电流传输机制为热电子场发射模型.光致发光光谱和X射线光电子能谱测试进一步表明,相比极性c面GaN材料,半极性GaN材料表面存在较高的氧杂质原子浓度和氮空位,此为半极性GaN肖特基特性偏离热电子发射模型的主要因素.     

ZrN/n-GaAs肖特基势垒特性研究

本文用RBS,AES和电特性测量等方法,研究了ZrN/n-GaAs肖特基势垒.结果表明ZrN/GaAs势垒有良好的电特性和高温稳定性.经850℃高温退火后,势垒高度为0.90eV,理想因子n=1.02.同时我们观察到,随着退火温度升高(从500℃升高到850℃),ZrN/GaAs势垒电特性有明显改进:肖特基势垒高度增大、二极管反向电流减小、二极管电容减小和反向击穿电压增大.以上特点表明,ZrN/GaAs是用于自对准高速GaAs集成电路的较为理想的栅材料.     

表面处理与离子注入对GaN HEMT肖特基特性的影响

研究了不同的表面处理方法及离子注入对AlGaN/GaN HEMT肖特基特性的影响.在栅金属化前,采用不同的表面处理方法进行实验,发现通过表面处理,栅肖特基特性得到一定的改善,但还不能从根本上解决漏电大、理想因子偏高的问题.进一步实验发现,硼离子注入才是导致栅肖特基特性变差的主要因素,通过对离子注入的优化,器件栅金属化后的理想因子减小到1.6,栅源反向电压为-20 V时,反向泄漏电流为2.8×10-6 A.     

Numerical analysis of inhomogeneous Schottky diode with discrete barrier height patches

The potential profile inside the semiconductor at the metal–semiconductor contact is simulated by numerically solving the Poisson equation and the drift diffusion equations for inhomogeneous Schottky diode. From the simulated potential and the electron and hole concentrations, the drift-diffusion current as a function of bias is calculated. The simulation is carried out for various distribution patterns of barrier height patches at the metal–semiconductor contact to study the effect of barrier inhomogeneities on the Schottky diode parameters, namely barrier height and ideality factor and their temperature dependence. It is found that barrier height decreases and ideality factor increases with increase in the deviation of discrete barrier height patches in the distribution. The resulting barrier parameters are studied to understand the effect of barrier inhomogeneities on the current–voltage characteristics of inhomogeneous Schottky contact.