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F离子注入新型Al_(0.25)Ga_(0.75)N/GaN HEMT器件耐压分析

物理学报 2012年第22期61卷 402-408页

作者：段宝兴杨银堂陈敬西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071 香港科技大学电子与计算机工程系

为了缓解AlGaN/GaN high electron mobility transistors(HEMT)器件n型GaN缓冲层高的泄漏电流,本文提出了具有氟离子注入新型Al0.25Ga0.75N/GaN HEMT器件新结构.首先分析得出n型GaN缓冲层没有受主型陷阱时,器件输出特性为欧姆特性,这样... 详细信息

为了缓解AlGaN/GaN high electron mobility transistors(HEMT)器件n型GaN缓冲层高的泄漏电流,本文提出了具有氟离子注入新型Al0.25Ga0.75N/GaN HEMT器件新结构.首先分析得出n型GaN缓冲层没有受主型陷阱时,器件输出特性为欧姆特性,这样就从理论和仿真方面解释了文献生长GaN缓冲层掺杂Fe,Mg等离子的原因.利用器件输出特性分别分析了栅边缘有和没有低掺杂漏极时,氟离子分别注入源区、栅极区域和漏区的情况,得出当氟离子注入源区时,形成的受主型陷阱能有效俘获源极发射的电子而减小GaN缓冲层的泄漏电流,击穿电压达到262V.通过减小GaN缓冲层体泄漏电流,提高器件击穿电压,设计具有一定输出功率新型AlGaN/GaN HEMT提供了科学依据.

关键词： AlGaN GaN HEMT,氟离子击穿电压

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AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中kink效应的半经验模型

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物理学报 2012年第4期61卷 414-418页

作者：马骥刚马晓华张会龙曹梦逸张凯李文雯郭星廖雪阳陈伟伟郝跃西安电子科技大学技术物理学院西安710071 宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安电子科技大学微电子学院西安710071

初步分析了AlGaN/GaN器件上的kink效应.在直流模型的基础上,建立了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中kink效应的半经验模型,并加入了kink效应发生的漏源偏压与栅源偏压的关系.该模型得出较为准确的模拟结果,可用来判断kink效应的发生和电... 详细信息

初步分析了AlGaN/GaN器件上的kink效应.在直流模型的基础上,建立了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中kink效应的半经验模型,并加入了kink效应发生的漏源偏压与栅源偏压的关系.该模型得出较为准确的模拟结果,可用来判断kink效应的发生和电流的变化量.最后,我们采用模型仿真结合实验分析的方法,对kink效应进行了一定的物理研究,结果表明碰撞电离对kink效应的发生有一定的促进作用.

关键词： AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管 kink效应模型

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3MeV质子辐照对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的影响

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物理学报 2012年第5期61卷 390-397页

作者：吕玲张进成李亮马晓华曹艳荣郝跃西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071

研究了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的质子辐照效应.在3 MeV质子辐照下,当辐照剂量达到1×10^(15)protons/cm^2时,漏极饱和电流下降了20%,最大跨导降低了5%.随着剂量增加,阈值电压向正向漂移,栅泄露电流增加.在相同辐照剂量下... 详细信息

研究了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的质子辐照效应.在3 MeV质子辐照下,当辐照剂量达到1×10^(15)protons/cm^2时,漏极饱和电流下降了20%,最大跨导降低了5%.随着剂量增加,阈值电压向正向漂移,栅泄露电流增加.在相同辐照剂量下,1.8 MeV质子辐照要比3 MeV质子辐照退化严重.从SRIM软件仿真中得到不同能量质子在AlGaN/GaN异质结中的辐射损伤区,以及在一定深度形成的空位密度.结合变频C-V测试结果进行分析,表明了质子辐照引入空位缺陷可能是AlGaN/GaN HEMT器件电学特性退化的主要原因.

关键词：质子辐照 AlGaN/GaN HEMT SRIM 空位密度

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基于微观结构的Cu互连电迁移失效研究

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物理学报 2012年第1期61卷 493-498页

作者：吴振宇杨银堂柴常春刘莉彭杰魏经天西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071

提出了一种基于微观晶粒尺寸分布的Cu互连电迁移失效寿命模型.结合透射电子显微镜和统计失效分析技术。研究了Cu互连电迁移失效尺寸缩小和临界长度效应及其物理机制.研究表明,当互连线宽度减小,其平均晶粒尺寸下降并导致互连电迁移寿命... 详细信息

提出了一种基于微观晶粒尺寸分布的Cu互连电迁移失效寿命模型.结合透射电子显微镜和统计失效分析技术。研究了Cu互连电迁移失效尺寸缩小和临界长度效应及其物理机制.研究表明,当互连线宽度减小,其平均晶粒尺寸下降并导致互连电迁移寿命降低.小于临界长度的互连线无法提供足够的空位使得铜晶粒耗尽而发生失效.当互连长度大于该临界长度时,在整个电迁移测试时间内,部分体积较小的阴极端铜晶粒出现耗尽情况.随着互连长度的增加该失效比例迅速增大,电迁移失效寿命减小.当互连长度远大于扩散长度时,失效时间主要取决于铜晶粒的尺寸,且失效寿命和比例随晶粒尺寸变化呈现饱和的波动状态.

关键词： Cu互连电迁移微观结构

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改进型异质栅对深亚微米栅长碳化硅MESFET特性影响

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物理学报 2012年第17期61卷 450-457页

作者：宋坤柴常春杨银堂贾护军陈斌马振洋西安电子科技大学微电子学院教育部宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安710071

基于器件物理分析方法,结合高场迁移率、肖特基栅势垒降低、势垒隧穿等物理模型,分析了改进型异质栅结构对深亚微米栅长碳化硅肖特基栅场效应晶体管沟道电势、夹断电压以及栅下电场分布的影响.通过与传统栅结构器件特性的对比表明,异质... 详细信息

基于器件物理分析方法,结合高场迁移率、肖特基栅势垒降低、势垒隧穿等物理模型,分析了改进型异质栅结构对深亚微米栅长碳化硅肖特基栅场效应晶体管沟道电势、夹断电压以及栅下电场分布的影响.通过与传统栅结构器件特性的对比表明,异质栅结构在碳化硅肖特基栅场效应晶体管的沟道电势中引入了多阶梯分布,加强了近源端电场;另一方面,相比于双栅器件,改进型异质栅器件沟道最大电势的位置远离源端,因此载流子在沟道中加速更快,在一定程度上屏蔽了漏压引起的电势变化,更好抑制了短沟道效应.此外,研究了不同结构参数的异质栅对短沟道器件特性的影响,获得了优化的设计方案,减小了器件的亚阈值倾斜因子.为发挥碳化硅器件在大功率应用中的优势,设计了非对称异质栅结构,改善了栅电极边缘的电场分布,提高了小栅长器件的耐压.

关键词：碳化硅肖特基栅场效应晶体管异质栅短沟道效应

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栅长对PD SOI NMOS器件总剂量辐照效应影响的实验研究

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物理学报 2012年第24期61卷 125-130页

作者：彭里卓青青刘红侠蔡惠民西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071

本文对PD SOI NMOS器件进行了60Coγ射线总剂量辐照的实验测试,分析了不同的栅长对器件辐射效应的影响及其物理机理.研究结果表明,短沟道器件辐照后感生的界面态密度更大,使器件跨导出现退化.PD SOI器件的局部浮体效应是造成不同栅长器... 详细信息

本文对PD SOI NMOS器件进行了60Coγ射线总剂量辐照的实验测试,分析了不同的栅长对器件辐射效应的影响及其物理机理.研究结果表明,短沟道器件辐照后感生的界面态密度更大,使器件跨导出现退化.PD SOI器件的局部浮体效应是造成不同栅长器件辐照后输出特性变化不一致的主要原因.短沟道器件输出特性的击穿电压更低.在关态偏置条件下,由于背栅晶体管更严重的辐射效应,短沟道SOI器件的电离辐射效应比同样偏置条件下长沟道器件严重.

关键词： PD SOI NMOS 总剂量辐照效应栅长偏置状态

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极化效应对AlGaN/GaN异质结p-i-n光探测器的影响

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物理学报 2012年第5期61卷 452-458页

作者：刘红侠高博卓青青王勇淮西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071

基于等效薄层电荷近似模拟表征极化电荷的作用,通过自洽求解Poisson-Schrodinger方程以及求解载流子连续性方程,计算并且讨论了p-AlGaN层掺杂浓度和界面极化电荷对AlGaN/GaN异质结p-i-n紫外探测器能带结构和电场分布以及光电响应的影响... 详细信息

基于等效薄层电荷近似模拟表征极化电荷的作用,通过自洽求解Poisson-Schrodinger方程以及求解载流子连续性方程,计算并且讨论了p-AlGaN层掺杂浓度和界面极化电荷对AlGaN/GaN异质结p-i-n紫外探测器能带结构和电场分布以及光电响应的影响.结果表明,极化效应与p-AlGaN层掺杂浓度相互作用对探测器性能有较大影响.其中,在完全极化条件下,p-AlGaN层掺杂浓度越大,p-AlGaN层的耗尽区越窄,i-GaN层越容易被耗尽,器件光电流越小.在一定掺杂浓度条件下,极化效应越强,p-AlGaN层的耗尽区越宽,器件的光电流越大.最后还分析了该结构在不同温度下的探测性能,证明了该结构可以在高温下正常工作.

关键词： AlGaN/GaN异质结光探测器 p-i-n结构极化效应

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异质栅全耗尽应变硅金属氧化物半导体模型化研究

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物理学报 2012年第1期61卷 416-421页

作者：曹磊刘红侠王冠宇西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071

为了进一步提高小尺寸金属氧化物半导体(MOSFET)的性能,在应变硅器件的基础上,提出了一种新型的异质栅MOSFEET器件结构.通过求解二维Poisson方程,结合应变硅技术的物理原理,建立了表面势、表面电场以及阈值电压的物理模型,研究了栅金属... 详细信息

为了进一步提高小尺寸金属氧化物半导体(MOSFET)的性能,在应变硅器件的基础上,提出了一种新型的异质栅MOSFEET器件结构.通过求解二维Poisson方程,结合应变硅技术的物理原理,建立了表面势、表面电场以及阈值电压的物理模型,研究了栅金属长度、功函数以及双轴应变对其的影响.通过仿真软件ISE TCAD进行模拟仿真,模型计算与数值模拟的结果基本符合.研究表明:与传统器件相比,本文提出的异质栅应变硅新器件结构的载流子输运效率进一步提高,可以很好地抑制小尺寸器件的短沟道效应、漏极感应势垒降低效应和热载流子效应,使器件性能得到了很大的提升.

关键词：应变硅异质栅阈值电压解析模型

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单轴应力锗能带结构研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2012年第1期42卷 15-21页

作者：马建立张鹤鸣宋建军魏群王晓艳王冠宇徐小波西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071

用形变势理论讨论了单轴和及张/压应力对锗导带各能谷(?能谷、?能谷及L能谷)能级的影响,采用包含自旋-轨道互作用及应力在内的六带k.p微扰法建立了单轴张/压应力作用下锗的价带结构模型,分析了锗价带带边能级随应力的变化情况,获得了锗... 详细信息

用形变势理论讨论了单轴<001>和<110>及<111>张/压应力对锗导带各能谷(?能谷、?能谷及L能谷)能级的影响,采用包含自旋-轨道互作用及应力在内的六带k.p微扰法建立了单轴张/压应力作用下锗的价带结构模型,分析了锗价带带边能级随应力的变化情况,获得了锗导带底能谷能级分裂值、价带带边能级分裂值以及禁带宽度随应力的变化关系.量化数据可为单轴应力锗器件及电路的研究与设计提供参考.

关键词：单轴应力锗能带结构 k·p微扰法

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一种CMOS卫星导航接收机多模低噪声放大器设计

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电路与系统学报 2012年第5期17卷 42-47页

作者：李兵庄奕琪龙强西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室陕西西安710071

本文介绍了一种用于卫星导航接收机中的多模低噪声放大器模块的设计。采用主流CMOS工艺,对源极负反馈的共源共栅放大器的放大管栅源两极间增加可调电容、调整偏置电压、共用片外匹配以及调整输出电感的方法,实现多个频点的噪声和功率匹... 详细信息

本文介绍了一种用于卫星导航接收机中的多模低噪声放大器模块的设计。采用主流CMOS工艺,对源极负反馈的共源共栅放大器的放大管栅源两极间增加可调电容、调整偏置电压、共用片外匹配以及调整输出电感的方法,实现多个频点的噪声和功率匹配。采用TSMC 0.18μm 1P4M射频CMOS工艺进行流片验证,在1.207GHz到1.575GHz频段多个频点处的可获得17.3dB到18.5dB增益,在1.8V工作电压下,噪声系数均小于1.8dB,工作电流均小于3.6mA,完全满足接收机的应用。

关键词：低噪声放大器射频前端卫星导航 GPS CMOS

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