AlGaN/GaN材料HEMT器件优化分析与I-V特性

在考虑 Al Ga N / Ga N异质结中的压电极化和自发极化效应的基础上 ,自洽求解了垂直于沟道方向的薛定谔方程和泊松方程 .通过模拟计算 ,研究了 Al Ga N / Ga N HEMT器件掺杂层 Al的组分、厚度、施主掺杂浓度以及栅偏压对二维电子气特性的影响 .用准二维物理模型计算了 Al Ga N/ Ga N HEMT器件的输出特性 ,给出了相应的饱和电压和阈值电压 ,并对计算结果和 Al Ga N/ Ga N HEMT器件的结构优化进行了分析 .

超薄氮氧化硅(Sio_xN_y)栅NMOSFET中GIDL效应的研究

MOSFET栅介质层厚度的减薄使栅致漏极的泄漏（GIDL）电流指数增强，本文报道N2O中退火SiO2（两步法）生成超薄（5．5nm）氮氧化硅（SiOxNy）栅NMOSFET中的GIDL效应，包括器件尺寸、偏置电压和热载流子效应的影响．发现GIDL在一定的偏置下成为主要的泄漏机制，且陷阱电荷和界面态对其具有显著的调制作用．二维器件模拟结果指出，与SiO2栅NMOSFET相比，LDD掺杂结构使SiOxNy栅NMOSFET的GIDL进一步增强．

全耗尽SOI MOSFET的阈电压的解析模型

本文在近似求解全耗尽ＳＯＩＭＯＳＦＥＴ所满足的二维泊松方程的基础上，建立了阈电压的解析模型。通过与ＰＩＳＣＥＳ的模拟结果以及相应的实验数据的比较，证明本模型的误差较小。此外，本模型还具有计算简便、快速，形式直观，物理意义明确等优点。本模型的建立对于全耗尽ＳＯＩＭＯＳＦＥＴ电路模拟、器件物理特性研究及相关的工艺设计是很有意义的。

一个用于深亚微米电路模拟的MOSFET解析模型

本文提出了一个新的深亚微米ＭＯＳＦＥＴ模型，它计入了影响深亚微米器件工作的各种二级物理效应．模型采用一个统一的公式描述所有的器件工作区，可以保证无穷阶连续．不仅适用于数字电路，而且可用于模拟电路的设计．模型计算的结果与实测器件的结果十分一致．

AlGaN/GaN一维模型自洽求解和二维电子气特性研究

实现了一维Poisson-Schrodinger方程的自洽求解,在此基础上求出了AlGaN/GaN异质结导带结构和二维电子气分布。计算结果表明极化效应是形成高浓度电子面密度的主要因素。研究了AlGaN/GaN系统中隔离层厚度对二维电子气浓度的影响,并对计算结果进行了分析。

一种采用局域注氧技术制备的新型DSOI器件(英文)

为了克服传统 SOI器件的浮体效应和自热效应 ,采用创新的工艺方法将低剂量局域 SIMOX工艺及传统的CMOS工艺结合 ,实现了 DSOI结构的器件 .测试结果表明 ,该器件消除了传统 SOI器件的浮体效应 ,同时自热效应得到很大的改善 ,提高了可靠性和稳定性 .而原先

纳米级MOSFET多晶区量子修正解析模型

利用ISE8.0的DESSIS,对多晶区量子力学效应进行了摸拟。结果表明,纳米级MOSFET多晶区内的量子效应不可忽略,且它对器件特性的影响与多晶耗尽效应相反。从密度梯度模型,简化得到多晶区量子效应修正,并建立了多晶区内量子效应的集约模型。该模型与数值模拟结果吻合。

大束流离子注入形成CoSi_2/Si肖特基结电学特性

文中研究了使用大束流金属离子注入形成的CoSi2/Si肖特基结的特性。肖特基结由离子注入和快速热退火两步工艺形成。Co离子注入剂量为3×1017ion/cm2,注入电压25kV。快速热退火温度为850°C,时间为1min。应用I-V和C-V测量进行参数提取。I-V分析得到势垒高度约为0.64eV,理想因子为1.11,C-V分析得到势垒为0.72eV。最后依据实验结果对工艺提出了改进意见。

SIMOX硅片埋氧层垂直方向热导率的测量

提出了一种简单、有效而且准确的测量SOI硅片埋氧层垂直方向热导率的方法 ,并采用这种方法测量了用SIMOX工艺制作的SOI硅片的埋氧层垂直方向的热导率 .测量结果显示至少在 5 5nm以上的尺度上对于SIMOX硅片的埋氧层垂直方向经典的热导率定义仍然成立 ,且为一明显小于普通二氧化硅的热导率 (1 4W/mK)的常数1 0 6W/mK .测量中发现硅 /二氧化硅边界存在边界热阻 ,并测量了该数值 .结果表明 ,边界热阻在SOI器件尤其是薄二氧化硅背栅的双栅器件热阻的计算中不可忽略 .

红外区熔再结晶SOI GE_XSi_(1-X)合金沟道P-MOSFET的研究

在红外区熔再结晶SOI材料上用MBE的方法形成Si／GexSi1－x／Si量子阱结构．在此基础上，采用常规的P－MOS工艺制造出了SOIGexSi1-x合金沟道P－MOSFET．为避免GexSi1-x合金材料发生蜕化，MBE以后除快速热退火（RTA）以外的所有工艺温度都不超过800℃．直流特性的测量结果表明，与普通Si沟道器件相比，GexSi1-x合金沟道器件的沟道载流子迁移率有所提高．而且，这种器件在性能的进一步提高方面存在着相当大的潜力．

TIGBT的稳态和瞬态模型

从沟槽绝缘栅双极晶体管 (TIGBT)的物理结构出发 ,提出了 TIGBT的稳态模型和瞬态模型 .该模型不仅考虑了槽底电子积累层引起的基区电导调制作用增强效应 ,而且还考虑到缓冲层对器件性能的影响 .通过与器件模拟结果的比较 ,表明该模型能准确地描述 TIGBT稳态和瞬态时的物理特性 .

基于S参数的RC内连网络约简

本文介绍一种ＲＣ互连网络化简的算法。利用Ｓ参数矩阵表示互连网络并对互连网络进行约简，使算法具有可扩充性。本文给出了用Ｃ语言实现该算法和用软件进行化简后的电路以及化简前后电路的模拟结果。模拟结果表明，基于Ｓ参数的ＲＣ内连网络约简算法是正确的。化简前后的模拟结果基本吻合。

基于能带计算的纳米尺度MOS器件模拟

随着器件沟道长度的不断缩小,多栅结构(包括FinFET)被普遍认为是有效改进Ion/Ioff的手段.量子力学效应对MOSFET中载流子分布和输运的影响已被认识和研究多年.在沟道截面被局限在数纳米量级时,一个更基本的固体物理问题,即能带或电子结构对材料几何尺寸的依赖性,逐渐显现出来并对器件特性产生不可忽略的影响.本文讨论如何从第一原理出发,高效率地计算沟道区的能带结构.在得到载流子的输运参数(有效质量、迁移率等)的基础上,通过直接求解带开放边界条件的薛定谔方程以得到器件的电学特性.考虑到应力对能带结构和散射机制的影响,还研究了载流子迁移率与晶向的关系.

一种结构调整后的DSOI器件

提出一种改进的 DSOI结构 ,在保留 DSOI解决浮体效应和散热问题的基础上 ,能提高电路速度和驱动能力等器件性能 .采用不完全除去沟道下绝缘层的办法 ,使 DSOI器件的结构更接近 SOI.采用准二维器件模拟器MEDICI对结构进行模拟 ,结果证明这种改进后的结构使器件具有更优越的性能 .

混合信号电路的衬底电阻网络模型

通过等效电路数值提取方法,提出了衬底电阻网络模型,该模型具有清晰的物理意义,可获得很好的精度,有利于混合信号电路衬底耦合效应的模拟。将该模型应用于规则和不规则区域的电阻值提取,用Hspice电路模拟器对电阻网络进行模拟,与Medici器件模拟器模拟结果和解析公式结果进行比较,证明了该模型的准确性。

一种基于电荷泵技术的界面态横向分布测量方法

本文以电荷泵技术为测量手段，结合数值计算，提出了一种新的测量界面态横向分布的方法．与传统方法相比具有理论模型较完善、测量中不引入新的蜕变、易于实现的特点，适用于研究短沟道器件的热载流子蜕变效应．用该方法对１．２μｍＬＤＤ结构ｎ－ＭＯＳＦＥＴ进行了研究，得到了应力后漏端附近产生的界面态的横向分布以及应力后阈值电压、平带电压的变化。

采用局域注氧技术制备的新型DSOI场效应晶体管的热特性(英文)

通过局域注氧工艺 ,在同一管芯上制作了 DSOI、体硅和 SOI三种结构的器件 .通过测量和模拟比较了这三种结构器件的热特性 .模拟和测量的结果证明 DSOI器件与 SOI器件相比 ,具有衬底热阻较低的优点 ,因而 DSOI器件在保持 SOI器件电学特性优势的同时消除了 SOI器件严重的自热效应 .DSOI器件的衬底热阻和体硅器件非常接近 ,并且在进入到深亚微米领域以后能够继续保持这一优势 .

亚100nm体硅MOSFET集约I-V模型

利用“局域化”的概念和二维泊松方程的解析解,建立了沟道方向上二维量子效应对阈电压的修正模型.基于密度梯度理论,建立了多晶硅栅内量子效应对阈电压的修正模型.在此基础上,结合弹道理论,开发了一个适用于亚100nm MOSFET的集约I V模型.通过与 TSMC提供的沟长为 45nm实际器件测试结果[1],以及与三组亚100nm MOSFET的数值模拟结果的比较,证明了该模型具有良好的精度(平均误差小于8%)和可延伸性.

Broyden算法在薛定谔方程和泊松方程自洽求解中的应用

利用Broyden算法,通过自洽求解一维半导体量子线的电子浓度分布和电势分布,和常用的牛顿法以及逐次超松弛(SOR)法相比较,确认了Broyden算法的收敛结果正确,并减少了达到收敛的迭代步数,是对于薛定谔方程和泊松方程组成的非线性方程组系统自洽求解的有力工具.

采用全对称测试结构的超薄单晶硅薄膜热导率测量

改进了传统稳态加热法的测试结构,设计了带隔离槽的全对称悬空薄膜测试结构,并使用有限元工具对测试结构进行了优化.测量了室温下50和80nm厚度的单晶硅薄膜的横向热导率,分别为32和38W/(m.K),其相对体硅热导率(148W/(m.K))有明显下降,实验结果与BTE(Boltzmann transport equation)的理论预测曲线吻合得很好.