基于数值模拟的钨电极相变存储单元电极尺寸优化研究

在相变存储器器件设计中,为预测不同器件结构的性能优化器件结构设计,建立相应的数值模型进行数值模拟是一项非常重要的工作。在我们的工作中,提出了一个包含泊松方程,电流连续性方程,热传导方程以及相变动力学模型的耦合系统,进行相变存储器数值模拟,与常用的相变存储器数值模拟相比,使用了泊松方程以及电学连续性方程代替拉普拉斯方程来对相变存储器的电学特性进行建模,由于组成相变存储器的相变材料,本质上是一种半导体,因此,利用上述基于半导体理论的数值模型,能更精确的反应相变存储器的电学特性。结果表明,该模拟方法能够进行相变存储器的模拟,并与测试数据吻合较好。最后,利用上述数值模拟,对不同电极尺寸的相变存储单元的性能进行预测,从而得到影响相变存储单元性能的关键设计参数以及相应的设计策略。     

本征掺杂环栅MOSFET器件连续表面势电压方程及其在从积累到反型区域的解析解

本文提出了本征掺杂的长沟环栅MOSFET器件的连续表面势方程并讨论了其物理解。这个 方程适用于器件从积累到强反型的工作区域。原始方程通过简化Poisson方程的精确解得到, 然后通过经验修正得到满足连续性条件的表面势电压方程,允许表面电势及其导数由 解析式表示,同时在积累到反型、线性到饱和区域精确连续。基于这个结果,我们对 表面电势和中心电势对器件尺寸的依赖关系进行了分析,并通过三维的器件模拟进行 了验证。     

BSIM4和ULTRA-BULK模型对称性和连续性的检验

以对比的形式用GUMMEL对称测试电路的模拟结果检验了伯克利大学的BSIM4和北京大学的ULTRA-BULK两个CMOS器件模型的对称性和连续性特性。SPICE模拟结果表明:工业标准模型BSIM4在电荷、电流高阶导数以及电容等的连续性和对称性上具有一系列的缺陷,而最新发展的基于表面势的MOSFET解析模型ULTRA-BULK却表现出必需的连续性和对称性。既然这些属性对于模拟电路和射频电路设计都是非常重要的,那么新一代CMOS模型采用基于表面势的各种MOSFET解析模型将是必然的发展。     

F-N应力下SOI n-MOSFETs性能退化与栅控二极管产生-复合（G-R）电流的对应关系

本文验证了F-N应力导致的SOI n- MOSFET器件性能退化与栅控二极管的产生-复合（G-R）电流的对应关系。F-N应力导致的界面态增加会导致SOI-MOSFET结构的栅控二极管的产生-复合（G-R）电流增大,以及MOSFET饱和漏端电流,亚阈斜率等器件特性退化。通过一系列的SOI-MOSFET栅控二极管和直流特性测试,实验观察到饱和漏端电流的线性退化和阈值电压的线性增加,亚阈摆幅的类线性上升以及相应的跨导退化。理论和实验证明栅控二极管是一种很有效的监控SOI-MOSFET退化的方法。     

基于解析电导率模型的相变存储器SPICE模型

在相变存储器的外围电路设计中,相变存储单元的电路模型是连接器件与电路的桥梁。在本文中,提出了一种基于解析电导率模型的相变存储器电路模型,与前面的工作相比,该模型利用解析电导率模型代替了使用传统模型中需要利用测试结果建模的缺点,可以通过材料的参数计算相变存储单元的电阻,能够反映相变材料中的载流子传输特性。同时,基于等温假设,提出了解析温度模型,并基于JMA方程建立的相变动力学模型,结果表明,该模型能够进行相变存储单元瞬态与稳态电路仿真,并与测试结果符合较好。     

线性余因子差分法提取二极管参数

本文介绍了一个直接提取二极管参数的方法,线性余因子差分法（LCDO）。通过使用LCDO法,得到二极管的电压-电流特性曲线的极值,根据相应的极值位置可以直接提取二极管的特性参数。利用本方法,提取不同尺寸和温度的二极管的特性参数,如反向饱和电流,串联电阻和非理想因子。提取结果与实验数据吻合的很好。     

一种N层插入形成分离P体区的新型槽栅IGBT

绝缘栅双极晶体管（IGBT）在功率电子技术中应用,比如电动机控制和高压开关模式电源等方面具有重要的意义。文中提出了一种新型的IGBT结构,就是在普通IGBT的P体区中插入N层,形成分离的P体区。这种结构导通压降低,同时又保持击穿电压不受影响。在集电极电流密度为5×10-5A／μm情况下,新结构的导通压降比普通结构的器件可以降低约25％。     

一种积累型沟道的半超结结构绝缘栅双极型晶体管

A high performance trench insulated gate bipolar transistor which combines a semi-superjunction struc- ture and an accumulation channel （sSJTAC-IGBT） is proposed for the first time. Compared with the TAC-IGBT, the new device not only retains the advantages of the accumulation channel, but also obtains a larger breakdown voltage （BV）, a faster turn-off speed and a smaller saturation current level while keeping the on-state voltage drop lower as the TAC-IGBT does as well. Therefore, the new structure enlarges the short circuit safe operating area （SCSOA） and reduces the energy loss during the turn-off process.