多量子阱中注入载流子的非均匀分布

根据多量子阱中注入载流子的输运机制,计算了多量子阱中注入载流子的非均匀分布.引入不均匀度参量Asy来衡量载流子分布的不均匀程度,分析了各种敏感因素对载流子非均匀分布的影响.指出注入载流子分布的非均匀性,随量子阱数、注入电流、量子垒高度的增加而显著增加,随工作温度的升高而减小.

不掺杂GaAs膜注入载流子感生线偏振光吸收谱和光荧光谱

实验测量MOVPE生长不掺杂GaAs膜注入载流子感生线偏振光吸收谱和激光光荧光谱。结果表明注入载流子引起带隙和光荧光谱峰值明显减小。它们与注入载流子浓度均呈非线性变化关系。

波导激光器增益测量及注入载流子密度对增益的影响

波导激光器增益测量及注入载流子密度对增益的影响郝素君（光纤技术研究所）为了设计性能良好的激光器，必须了解激光器的增益与波长及注入载流子密度的关系．在法布里一泊罗腔中，阈值电流密度认为是当光增益等于谐振腔内的总损耗时的注入电流密度，在不同的注入载流子密...

基于内场发射原理的无载流子注入型量子点发光器件光电研究

工作于无载流子注入工作模式下的量子点电致发光器件因其简单的结构而受到关注。由于没有外部载流子参与电致发光,揭示该器件稳定工作时所需载流子的来源对于理解器件工作机理、优化器件结构具有重要价值。文章研究了多层量子点薄膜在无载流子注入工作模式下的光电特性,实验结果表明:发光强度会随着交流驱动电压的幅度的增加迅速增加到一个最大值,然后逐渐降低;同样地,发光强度会随着交流驱动频率的增加而增加,然后逐渐降低。此外,在不同电压和频率下该发光谱具有完全相同的中心波长和半峰宽。结合量子点之间存在的绝缘有机配体环境,提出了基于内场发射原理的多层量子点无载流子注入发光模型。该研究有望为获得先进量子点发光技术提供参考。

基于HTO的LDMOS器件结构及其热载流子注入退化研究

为满足中低压消费电子的市场需求,小尺寸高密度Bipolar-CMOS-DMOS技术得到了蓬勃发展,低损耗和高可靠成为Bipolar-CMOS-DMOS技术中横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(Lateral Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor field effect transistor,LDMOS)设计的重点和难点.本文介绍了一种基于高温氧化层(High Temperature Oxidation layer,HTO)结构的LDMOS,并对其热载流子注入退化机制进行了研究分析,利用高温氧化层结构改善了传统浅槽隔离(Shallow Trench Isolation,STI)结构中氧化物台阶嵌入半导体内部对器件热载流子注入造成的不利影响,提高器件可靠性,同时还缩短了器件导通情况下的电流路径长度,降低损耗.此外本文还提出了对P型体区的工艺优化方法,利用多晶硅作为高能量离子注入的掩蔽层,改善阱邻近效应对器件鲁棒性的影响,同时形成更深的冶金结,可以辅助漂移区杂质离子耗尽,降低漂移区表面电场,在不需要额外增加版次的情况下提高了器件击穿电压.最终得到的基于HTO结构的LDMOS击穿电压为43 V,比导通电阻为9.5 mΩ·mm^(2),线性区电流在10000 s之后的退化量仅为0.87%.

无注入型发光二极管的载流子输运模型研究

无载流子注入型发光二极管(简称无注入型LED)因其简单的器件结构有望应用于Micro-LED、纳米像元发光显示等新型微显示技术.由于没有外部载流子注入,无注入型LED的内部载流子输运行为无法直接用传统的PN结理论进行描述.因此,建立无注入型LED的载流子输运模型对于理解其工作机理和提高器件性能具有重要意义.本文根据无注入型LED的器件结构,结合PN结理论建立无注入型LED的载流子输运数学模型.基于该数学模型解释器件的工作原理,获得器件的载流子输运特性,揭示感应电荷区长度、内部PN结压降与外加驱动电压频率的关系.根据建立的数学模型提出了针对无注入型LED器件设计的建议:1)减小感应电荷区掺杂浓度,可有效提高内部LED的压降;2)利用PN结的隧穿效应,可有效提高器件内部LED的压降;3)使用正负方波驱动可以获得比正弦驱动更大的内部LED压降.本文有关无注入型LED的载流子输运模型的研究有望为改善无注入型LED器件结构、优化工作模式提供理论指导.

单端注入型LED的光电特性与灰度调制技术研究

Micro-LED拥有出色的亮度、高发光效率、低能耗、高反应速度、超高解析度与色彩饱和度等优势,且具备自发光和感测能力,是一项十分理想的显示技术。传统的直流灰度调控方法不再适用于驱动单端载流子注入结构的交流型LED,本文根据单端注入型LED器件在不同频率、幅度、占空比以及交流驱动模式下的光电特性,提出一种基于人眼视觉特性的相对占空比混合式灰度调制方案。结果表明,正负方波驱动模式下的器件在相同电压和频率下表现出更强的发光亮度,并且器件随着驱动频率的增加,发光亮度逐渐提升。最后,结合人眼视觉特性,验证了发光器件在不同相对占空比、幅度、频率的混合式调制方法下实现了由2个灰度到8个灰度等级的提升,为未来新型发光器件灰度调制提供新思路。

纳米CMOS器件中热载流子产生缺陷局域分布的表征

本文针对纳米小尺寸CMOS器件,提出了一种根据表面势模型表征热载流子产生电荷陷阱和界面态局域分布的方法。热载流子注入(Hot Carrier Injectione,HCI)应力会在栅氧化层和Si/SiO_(2)界面中产生电荷陷阱和界面态,随着应力时间递增,这些缺陷的增多引起阈值电压等器件参数的漂移,在漏致势垒降低(Drain Induced Barrier Lowering,DIBL)效应下,可以选取表面势最大值处的阈值电压偏移量来表征沟道相应位置处HCI致电荷陷阱和界面态。研究发现,通过测量施加HCI应力前后器件阈值电压偏移量随源/漏极电压的分布,结合表面势模型计算出源/漏极电压随沟道表面势峰值的分布,可以得到HCI致电荷陷阱和界面态沿沟道的局域分布。利用此方法,精确地表征了在32 nm CMOS器件中HCI应力引起的电荷陷阱和界面态沿沟道的分布,并进一步分析了HCI效应的产生机理。

CMOS器件热载流子注入老化的SPICE建模与仿真

为了准确预测芯片电路寿命,建立了一种能成功双向预测CMOS器件寿命和器件老化程度的可靠性模型。结合改进的衬底电流方程、漏源电流和时间变量t,组建了Age(t)模型。通过挑选合适的BSIM4模型参数,联合Age(t)方程构建指数函数关系式,建立了一种可植入EDA工具内的CMOS老化SPICE模型,并提出了可获得精确模型性能的参数提取方法。在静态持续加电条件下,单级器件的仿真结果与实验数据吻合良好,并且表现出对寿命和老化率的良好预测性。采用该模型对由3级反相器组建的环形振荡电路进行动态信号仿真,得到20年后电路输出波形,验证了模型的合理性。

GaAs膜内注入载流子感生的折射率相对变化谱及其对光开关特性的影响

实验测量了不掺杂GaAs膜内注入载流子感生的820～900nm波段反射率相对变化谱,从而得到对应的折射率相对变化谱,并分析其对光开关特性的影响。

LDD MOSFET热载流子退化分析及其寿命预测

集成电路器件密集化导致电场梯度增大和电流密度集中,加剧了热载流子效应,电热性能退化。本文聚焦热载流子注入(Hot carrier injection, HCI)效应对器件可靠性的影响问题,通过研究N型轻掺杂漏极金属氧化物半导体场效应晶体管(N-type lightly doped drain metal-oxide-semiconductor field effect transistor, LDD NMOSFET)的寿命试验,深入分析了中栅应力区HCI对器件关键电学参数的影响,并与低栅应力区的退化模式进行了对比。结果表明,线性漏极电流的退化率高于饱和漏电流,但退化幂律小于饱和漏电流;在相同应力下不同电学参数的退化率不同,其中最大跨导的退化率最高。基于测试数据构建了LDD NMOSFET电学参数随应力时间变化的关系,提取模型参数,确定了寿命预测模型,并外推出了不同应力电压下的器件寿命。

一种40 V NLDMOS器件热载流子寿命研究

为了更精确预测基于0.18μm工艺的40 V NLDMOS器件实际应用条件下的热载流子寿命,介绍了一种通过可靠性测试和计算机辅助数学解析相结合的热载流子可靠性寿命预计方法。该方法基于实际直流状态下的热载流注入测试数据,结合TCAD仿真,对测试结果进行了线性函数、多次函数、幂函数、指数函数及Dreesen R函数拟合;通过分析当前业界LDMOS器件的热载流子注入测试主流模型预测精度的局限性,找出了最优热载流子模型,提出了适合Python语言编程的改进型Dreesen R模型;通过数学解析推导方法以及基于Python语言的计算机辅助编程计算,得出了栅极以及漏极全工作电压范围内的热载流子参数退化曲线;通过模拟工作波形不同上升沿及下降沿的函数曲线、上升及下降时间以及不同占空比,得出随着时间变化的交直流转换因子曲线。最终新的测试项目可以通过不同电压下的直流状态下测试结果以及已经得到的交直流转换因子曲线,来直接获取工作场景交流状态的热载流子寿命。该评估方法解决了采用直流状态下的测试来解决现场复杂应用波形的热载流子寿命评估难题,较大节省了测试时间,提高了寿命预测精度。

载流子注入全内反射型GaAs/GaAlAs光波导开关

研制出利用载流子注入能带填充效应制成的全内反射型(CI-TIR)GaAs/GaAlAs光波导开关。开关工作波长为0.87μm,工作电流70mA,消光比14dB,串话-13dB。该开关具有尺寸小,与偏振无关,无阻塞,易集成的优点。

热载流子注入对MOS结构C─V和I─V特性的影响

讨论了热载流子注入对ＭＯＳ结构Ｃ─Ｖ和Ｉ─Ｖ特性的影响。指出热载流子效应引起载流子陷落和界面态的产生，导致Ｃ─Ｖ特性曲线畸变、平带电压漂移和恒定电压下ＳｉＯ２漏电流随时间漂移。本文论述了这些漂移的机理，提出了漂移的ｔｎ物理模型，从而很好地解释了实验所观察到的现象。

N-LDMOS热载流子注入效应的分析和优化

研究了一种N-LDMOS器件的热载流子注入效应,分析了热载流子效应产生的机理、对器件性能以及可靠性的影响,提出了改进方法.为了降低此器件的热载流子注入效应,我们利用华润上华公司提供的ISE软件对N-LDMOS高压工艺进行模拟,根据模拟结果调整了器件结构,通过增大器件的场板长度、漂移区长度以及增加N阱与有源区的交叠长度等措施,使得相同偏置条件下,表征热载流子注入强度的物理量——器件衬底电流降为改进前的1/10,显著改善了该器件的热载流子注入效应.

有机电致发光器件载流子注入效率的研究

文章从电极材料、结构、处理方法等角度出发，详细介绍了提高有机电致发光（ＥＬ）器件载流子注入效率的研究现状。

载流子注入与半导体制冷

本文着重讨论了载流子注入半导体制冷的关系，并且对其制冷性能进行了比较分析。

含新型载流子注入光栅的1.55μm InGaAsP/InP应变多量子阱DFB激光器

本文报道了一种含新型载流子注入光栅的１．５５μｍＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ应变多量子阱分布反馈（ＤＦＢ）激光器．我们对该器件的掺杂与结构进行了优化，增强了载流子阻挡光栅的作用，得到了很强的增益耦合．利用ＬＰＥ和ＭＯＣＶＤ混合生长，在器件端面无镀膜的条件下获得了很高的单模成品率．

热载流子注入效应的可靠性评价技术研究

研究了热载流子注入效应的可靠性评价方法,利用对数正态拟合的中位失效时间,提取加速寿命试验的模型参数。利用这些模型参数,分别评价了0.18μm CMOS工艺薄栅和厚栅器件的可靠性。结果表明,HCI效应仍然制约着0.18μm CMOS工艺的可靠性水平。鉴于热载流子注入效应仍对深亚微米CMOS工艺的可靠性构成威胁,因此,要使产品的使用可靠性得到保证,必须对工艺线失效机理的可靠性进行有效的监测和评价,以保证生产出的产品满足使用方的要求。

有机LED的界面与载流子注入

介绍了有机电致发光器件中金属／有机界面和有机／有机界面与载流子注入的关系。