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γ射线总剂量辐照对单轴应变Si纳米n型金属氧化物半导体场效应晶体管栅隧穿电流的影响

物理学报 2017年第7期66卷 361-369页

作者：郝敏如胡辉勇廖晨光王斌赵小红康海燕苏汉张鹤鸣西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安710071

基于γ射线辐照条件下单轴应变Si纳米n型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)载流子的微观输运机制,揭示了单轴应变Si纳米NMOSFET器件电学特性随总剂量辐照的变化规律,同时基于量子机制建立了小尺寸单轴应变Si NMOSFET在γ射线辐照... 详细信息

基于γ射线辐照条件下单轴应变Si纳米n型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)载流子的微观输运机制,揭示了单轴应变Si纳米NMOSFET器件电学特性随总剂量辐照的变化规律,同时基于量子机制建立了小尺寸单轴应变Si NMOSFET在γ射线辐照条件下的栅隧穿电流模型,应用Matlab对该模型进行了数值模拟仿真,探究了总剂量、器件几何结构参数、材料物理参数等对栅隧穿电流的影响.此外,通过实验进行对比,该模型仿真结果和总剂量辐照实验测试结果基本符合,从而验证了模型的可行性.本文所建模型为研究纳米级单轴应变Si NMOSFET应变集成器件可靠性及电路的应用提供了有价值的理论指导与实践基础.

关键词：单轴应变Si 纳米n型金属氧化物半导体场效应晶体管总剂量栅隧穿电流

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具有纵向辅助耗尽衬底层的新型横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管

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物理学报 2017年第7期66卷 382-388页

作者：赵逸涵段宝兴袁嵩吕建梅杨银堂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

为了优化横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(lateral double-diffused MOSFET,LDMOS)的击穿特性及器件性能,在传统LDMOS结构的基础上,提出了一种具有纵向辅助耗尽衬底层(assisted depletesubstrate layer,ADSL)的新型LDMOS.新加入... 详细信息

为了优化横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(lateral double-diffused MOSFET,LDMOS)的击穿特性及器件性能,在传统LDMOS结构的基础上,提出了一种具有纵向辅助耗尽衬底层(assisted depletesubstrate layer,ADSL)的新型LDMOS.新加入的ADSL层使得漏端下方的纵向耗尽区大幅向衬底扩展,从而利用电场调制效应在ADSL层底部引入新的电场峰,使纵向电场得到优化,同时横向表面电场也因为电场调制效应而得到了优化.通过ISE仿真表明,当传统LDMOS与ADSL LDMOS的漂移区长度都是70μm时,击穿电压由462 V增大到897 V,提高了94%左右,并且优值也从0.55 MW/cm^2提升到1.24 MW/cm^2,提升了125%.因此,新结构ADSL LDMOS的器件性能较传统LDMOS有了极大的提升.进一步对ADSL层进行分区掺杂优化,在新结构的基础上,击穿电压在双分区时上升到938 V,三分区时为947 V.

关键词：辅助耗尽衬底层横向双扩散功率器件击穿电压优值

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具有部分本征GaN帽层新型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管特性分析

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物理学报 2017年第16期66卷 239-245页

作者：郭海君段宝兴袁嵩谢慎隆杨银堂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

为了优化传统Al GaN/GaN高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistors,HEMTs)器件的表面电场,提高击穿电压,本文提出了一种具有部分本征GaN帽层的新型Al GaN/GaN HEMTs器件结构.新型结构通过在Al GaN势垒层顶部、栅电极到漏... 详细信息

为了优化传统Al GaN/GaN高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistors,HEMTs)器件的表面电场,提高击穿电压,本文提出了一种具有部分本征GaN帽层的新型Al GaN/GaN HEMTs器件结构.新型结构通过在Al GaN势垒层顶部、栅电极到漏电极的漂移区之间引入部分本征GaN帽层,由于本征GaN帽层和Al GaN势垒层界面处的极化效应,降低了沟道二维电子气(two dimensional electron gas,2DEG)的浓度,形成了栅边缘低浓度2DEG区域,使得沟道2DEG浓度分区,由均匀分布变为阶梯分布.通过调制沟道2DEG的浓度分布,从而调制了Al GaN/GaN HEMTs器件的表面电场.利用电场调制效应,产生了新的电场峰,且有效降低了栅边缘的高峰电场,Al GaN/GaN HEMTs器件的表面电场分布更加均匀.利用ISE-TCAD软件仿真分析得出:通过设计一定厚度和长度的本征GaN帽层,Al GaN/GaN HEMTs器件的击穿电压从传统结构的427 V提高到新型结构的960 V.由于沟道2DEG浓度减小,沟道电阻增加,使得新型Al GaN/GaN HEMTs器件的最大输出电流减小了9.2%,截止频率几乎保持不变,而最大振荡频率提高了12%.

关键词：高电子迁移率晶体管电场调制二维电子气击穿电压

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外界条件在电磁脉冲对GaAs赝高电子迁移率晶体管损伤过程中的影响

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物理学报 2017年第7期66卷 389-395页

作者：席晓文柴常春刘阳杨银堂樊庆扬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国家重点实验室西安710071

结合器件仿真软件Sentaurus TCAD,建立了GaAs赝高电子迁移率晶体管器件的电磁脉冲损伤模型.基于此模型,从信号参数和外接电阻两个方面出发讨论了外界条件对器件电磁脉冲损伤效应的影响.结果表明,信号参数的改变能够显著影响器件的损伤时... 详细信息

结合器件仿真软件Sentaurus TCAD,建立了GaAs赝高电子迁移率晶体管器件的电磁脉冲损伤模型.基于此模型,从信号参数和外接电阻两个方面出发讨论了外界条件对器件电磁脉冲损伤效应的影响.结果表明,信号参数的改变能够显著影响器件的损伤时间:信号幅度通过改变器件的吸收能量速度来影响器件的损伤效应,其与器件损伤时间成反比;信号上升时间的改变能够提前或延迟器件的击穿点,其与器件损伤时间成正比.器件外接电阻能够减弱器件的电流沟道,进而延缓器件的损伤进程,且源极外接电阻的影响更加明显.

关键词： GaAs赝高电子迁移率晶体管电磁脉冲外界条件损伤过程

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碳自掺杂氮化碳纳米片增强可见光光催化产氢性能

碳自掺杂氮化碳纳米片增强可见光光催化产氢性能

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2018第二届全国光催化材料创新与应用学术研讨会

作者：陈治伟张亚萍补钰煜敖金平西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件国家重点实验室

在氮化碳结构当中,桥键N原子作为载流子传递的高阻区而抑制材料的光催化性能。在本研究中,我们通过葡萄糖协同共聚合法制备碳自掺杂氮化碳纳米片。通过EELS mapping、 NMR等测试结果表明在碳自掺杂结构中,C原子取代三嗪环中的N原子,在...

在氮化碳结构当中,桥键N原子作为载流子传递的高阻区而抑制材料的光催化性能。在本研究中,我们通过葡萄糖协同共聚合法制备碳自掺杂氮化碳纳米片。通过EELS mapping、 NMR等测试结果表明在碳自掺杂结构中,C原子取代三嗪环中的N原子,在可见光照射下,C掺杂氮化碳材料光催化产氢速率比块状氮化碳提高了近三倍。EIS、I-t测试

关键词：

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高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET漏致势垒降低效应研究

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四川大学学报（自然科学版） 2017年第4期54卷 753-758页

作者：许立军张鹤鸣杨晋勇西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安710071 北京精密机电控制设备研究所北京100076

高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET结合了应变硅工程、高k栅介质、SOI结构和肖特基源漏四者的优点,是一种实现小尺寸MOSFET的潜力器件.通过求解二维泊松方程建立了该结构的阈值电压模型,模型中考虑了镜像力势垒和小尺寸量子化效应对... 详细信息

高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET结合了应变硅工程、高k栅介质、SOI结构和肖特基源漏四者的优点,是一种实现小尺寸MOSFET的潜力器件.通过求解二维泊松方程建立了该结构的阈值电压模型,模型中考虑了镜像力势垒和小尺寸量子化效应对源漏极的电子本征肖特基势垒高度的影响,在阈值电压模型基础上获得了漏致势垒降低模型.从文献中提取漏致势垒降低的实验数据与模型进行对比,验证了其正确性,随后在此基础上讨论分析了漏致势垒降低和各项参数的变化关系.结果表明,漏致势垒降低随应变硅层厚度的变厚、沟道掺杂浓度的提高和锗组分的增大而增大,随沟道长度的变长、栅介质介电常数的增大、电子本征肖特基势垒高度的提高和漏源电压的增大而减小.适当调节模型参数,该结构可很好的抑制漏致势垒降低效应,对高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET器件以及电路设计具有一定的参考价值.

关键词： MOSFET 漏致势垒降低应变硅高k栅介质 SOI 肖特基

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环栅肖特基势垒MOSFET解析电流模型

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四川大学学报（自然科学版） 2017年第3期54卷 553-556页

作者：许立军张鹤鸣杨晋勇西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安710071 北京精密机电控制设备研究所北京100076

肖特基势垒金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor FieldEffect Transistor,MOSFET)的电流一般需要通过载流子的费米狄拉克分布对能量积分来计算或自洽迭代数值计算,为降低其复杂性,本文采用若干拟合参数,考虑镜像力... 详细信息

肖特基势垒金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor FieldEffect Transistor,MOSFET)的电流一般需要通过载流子的费米狄拉克分布对能量积分来计算或自洽迭代数值计算,为降低其复杂性,本文采用若干拟合参数,考虑镜像力势垒降低效应、偶极子势垒降低效应和小尺寸下量子化效应对肖特基势垒高度的影响,给出了环栅肖特基势垒MOSFET一种新的解析电流模型。所提出的电流模型与文献报道实验数据符合较好,验证了模型的正确性,对环栅肖特基势垒MOSFET器件以及电路设计提供了一定的参考价值.

关键词：金属氧化物半导体场效应晶体管解析电流模型拟合肖特基势垒环栅

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AlGaN/GaN双异质结F注入增强型高电子迁移率晶体管

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物理学报 2016年第3期65卷 379-384页

作者：王冲赵梦荻裴九清何云龙李祥东郑雪峰毛维马晓华张进成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重点实验室西安710071

理论模拟了不同GaN沟道厚度的双异质结(AlGaN/GaN/AlGaN/GaN)材料对高电子迁移率晶体管(HEMT)特性的影响,并模拟了不同F注入剂量下用该材料制作的增强型器件的特性差异.采用双异质结材料,结合F注入工艺成功地研制出了较高正向阈值电压... 详细信息

理论模拟了不同GaN沟道厚度的双异质结(AlGaN/GaN/AlGaN/GaN)材料对高电子迁移率晶体管(HEMT)特性的影响,并模拟了不同F注入剂量下用该材料制作的增强型器件的特性差异.采用双异质结材料,结合F注入工艺成功地研制出了较高正向阈值电压的增强型HEMT器件.实验研究了三种GaN沟道厚度制作的增强型器件直流特性的差异,与模拟结果进行了对比验证.采用降低的F注入等离子体功率,减小了等离子体处理工艺对器件沟道迁移率的损伤,研制出的器件未经高温退火即实现了较高的跨导和饱和电流特性.对14 nm GaN沟道厚度的器件进行了阈值电压温度稳定性和栅泄漏电流的比较研究,并且分析了双异质结器件的漏致势垒降低效应.

关键词：双异质结增强型器件 F等离子体漏致势垒降低效应

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基于BLF时钟的RFID低功耗数字基带设计

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半导体技术 2017年第4期42卷 259-263,299页

作者：乔丽萍杨振宇靳钊西藏民族大学信息工程学院陕西咸阳712082 西藏光信息处理与可视化技术重点实验室陕西咸阳712082 西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安710071

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6C协议中关于时序规定的射频识别(RFID)无源标签芯片低功耗数字基带处理器的设计。基于采用模拟前端反向散射链路频率(BLF)时钟的方案,将BLF的二倍频设置为基带中的全局时钟,构建BLF和基带数据处理速率之... 详细信息

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6C协议中关于时序规定的射频识别(RFID)无源标签芯片低功耗数字基带处理器的设计。基于采用模拟前端反向散射链路频率(BLF)时钟的方案,将BLF的二倍频设置为基带中的全局时钟,构建BLF和基带数据处理速率之间的联系;同时在设计中采用门控时钟和行波计数器代替传统计数器等低功耗策略。芯片经TSMC 0.18μm CMOS混合信号工艺流片,实测结果表明,采用该设计的标签最远识别距离为7 m,数字基带动态功耗明显降低,且更加符合RFID协议的要求。

关键词：射频识别(RFID)标签数字基带反向散射链路频率(BLF) 低功耗询问命令

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GaN高电子迁移率晶体管强电磁脉冲损伤效应与机理

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物理学报 2016年第3期65卷 372-378页

作者：刘阳柴常春于新海樊庆扬杨银堂席晓文刘胜北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 中国科学院半导体研究所北京100083

提出了一种新型GaN异质结高电子迁移率晶体管在强电磁脉冲下的二维电热模型,模型引入材料固有的极化效应,高场下电子迁移率退化、载流子雪崩产生效应以及器件自热效应,分析了栅极注入强电磁脉冲情况下器件内部的瞬态响应,对其损伤机理... 详细信息

提出了一种新型GaN异质结高电子迁移率晶体管在强电磁脉冲下的二维电热模型,模型引入材料固有的极化效应,高场下电子迁移率退化、载流子雪崩产生效应以及器件自热效应,分析了栅极注入强电磁脉冲情况下器件内部的瞬态响应,对其损伤机理和损伤阈值变化规律进行了研究.结果表明,器件内部温升速率呈现出"快速-缓慢-急剧"的趋势.当器件局部温度足够高时(2000 K),该位置热电子发射与温度升高形成正反馈,导致温度急剧升高直至烧毁.栅极靠近源端的柱面处是由于热积累最易发生熔融烧毁的部位,严重影响器件的特性和可靠性.随着脉宽的增加,损伤功率阈值迅速减小而损伤能量阈值逐渐增大.通过数据拟合得到脉宽τ与损伤功率阈值P和损伤能量阈值E的关系.

关键词： GaN 高电子迁移率晶体管强电磁脉冲损伤机理

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