He-N_2相互作用势表面及第二维里系数

首次考虑了He-N_2碰撞体系各种相互作用势表面的形状,从第二维里系数计算结果找出了最佳势表面,并为拟合惰性气体与N_2分子相互作用势表面提供了有效的势模型。

基于表面势的MOSFET模型

基于表面势的模型由于其本质上的优点 ,在小尺寸器件建模中日趋得到重视。文中通过对几种典型的表面势模型的分析 ,论述了基于表面势模型的建模思想、特点和在电路模拟中的优越性。分析表明 ,这是一种基于物理描述的模型 ,具有连续性、物理意义明确、结构简明等特点 ,对建立小尺寸器件整体模型非常适合和有效。

基区表面势对栅控横向PNP晶体管中子位移损伤的影响

通过在常规横向PNP晶体管基区表面氧化层上淀积栅电极,制作了可以利用栅极偏置调制基区表面势的栅控横向PNP晶体管。对无栅极偏置电压和偏置电压分别为-10V和10V的栅控横向PNP晶体管,在西安脉冲反应堆上开展注量为2×1012,4×1012,6×1012,8×1012,1×1013 cm-2的中子辐照实验,研究基区表面势的增加和降低对栅控横向PNP晶体管中子位移损伤退化特性的影响。研究结果表明,基区表面势的增加引起栅控横向PNP晶体管共射极电流增益倒数的变化量随辐照中子注量的退化速率增加,基区表面势的降低对位移损伤退化速率无明显影响。

用高频C-V特性测量表面势和界面陷阱密度及其分布

本文基于对MOS结构耗尽-弱反型区C-V特性的理论分析,提出了一种利用高频C-V特性直接测量半导体表面势和界面陷阱密度及其按能量分布的简便方法,减少了测量分析的计算量,降低了对样品的要求。本文还给出了一些实验样品的测试结果。

基于表面势的多晶硅薄膜晶体管的栅电容模型

显式地推导多晶硅薄膜晶体管(Polysilicon thin-film transistors,poly-SiTFT)表面势隐含方程的近似解,该求解法非迭代的计算大大地提高了计算效率,且精确度非常高,与数值迭代结果比较,绝对误差范围只在纳伏数量级。利用求得的表面势,建立了一个poly-SiTFT栅电容模型,该电容电压模型能连续、准确地描述poly-SiTFT在线性区和饱和区的动态特性,同时该模型考虑了kink效应、沟道长度调制效应和寄生电容等。对实验数据进行拟合发现,提出的模型与实验数据符合得较好,能准确地预测poly-SiTFT的栅电容特性。

基于表面势的GaN HEMT集约内核模型

从器件表面势机理出发,考虑载流子浓度升高时费米势的变化,首次在二维泊松方程中引入新的费米势近似式,重构表面势源头方程,提出了一种直接基于表面势建立氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)器件模型的方法,建立了包括积累区和过渡区的物理基集约内核模型。表面势引入模型突破了现有的建模技术,给集约模型的建立提供可信的内核模型方程和理论基础。模型采用解析近似求解获得表面势,Pao-Sah模型验证可行性,I-V、C-V特性曲线与TCAD软件仿真的结果有很好的拟合,能准确描述各种偏置条件下GaN HEMT的电流、电荷特性。

NiO/La_2Mo_2O_9介电和表面势研究

固体氧化物燃料电池（SOFC）阳极材料得失电子能力和氧扩散性能影响其催化性能。对Ni0体积含量分别为20％和40％的NiO／La2Mo2O9复合材料（N／L28和N／L46）的介电行为以及得失电子能力进行了研究。N／L28和N／L46样品的介电温度谱中按照损耗峰出现的温度从低到高的顺序依次发现与NiO相和La2Mo2O9相氧短程扩散有关的损耗峰，833K处观察到的介电损耗的突变与αLa2Mo2O9-13La2M0209相变有关。N／L46样品在500～813K范围内的一个宽化的损耗峰可用一个具有弛豫性质的峰和两个非弛豫性质的峰进行拟合。表面势测量结果表明，样品失去电子所需能量由大到小的顺序为La2Mo2O9，N／L28，N／L46，NiO。

非晶硅薄膜晶体管基于表面势的栅电容模型

基于Lambert W函数,推导出非晶硅薄膜晶体管表面势的解析解,并将其与泊松方程的数值解进行对比。结果显示:该求解大大提高了计算效率,且精确度极高。基于有效温度近似,并利用所求解到的表面势,建立器件的栅电容模型。该模型可连续、准确地描述a-Si∶H TFT在所有工作区的动态特性。最后,将模型结果与实验数据进行了对比,两者拟合良好。

基于表面势的N沟4H-SiCMOSFETI-V特性解析模型

报道了一种适于模拟 n沟 4H-Si C MOSFET直流 I-V特性的整体模型。该模型充分考虑了常温下 Si C中杂质不完全离化以及界面态电荷在禁带中不均匀分布的影响 ,通过解析求解泊松方程以及牛顿 -拉夫森迭代计算表面势 ,得到了表面电场以及表面势的分布 ,并以此为基础采用薄层电荷近似 ,计入栅压引起的载流子迁移率退化效应 ,导出了可用于所有器件工作区的统一漏电流解析表达式。当漏偏压为 1 0 V,栅压为 1 2 V时 ,模拟得到的饱和漏电流接近 40 m A。计算结果与实验值符合较好。

被污染Au-Si表面势垒探测器性能的恢复方法

金硅面垒半导体探测器是带电粒子能谱测量和α,β放射性强度测量的重要探测元件。这种探测器具有近似理想的伏安特性、噪声低、入射窗薄、线性好、脉冲上升时间短,能量分辨好等优点;另外又能做成各种几何形状如园形、矩形、环形、条带阵列以及探测器耗尽厚度可根据工作需要直接制备出厚为几微米到几毫米的全耗尽探测器;

一个连续且解析的SOI LDMOS表面势模型(英文)

提出了一个实现全耗尽与部分耗尽自动转换的体接触SOI LDMOS连续解析表面势模型.采用PSP的精确表面势算法求解SOI器件的表面势方程,得到了解析的以栅压和漏压为变量的SOI器件正、背硅/氧化层界面的表面势.修正了全耗尽状态下的反型层电荷和体电荷表达式,结合PSP的模型方程,给出连续解析的体接触SOI LD-MOS直流模型.仿真结果与实验数据比较,二者吻合得很好,表明该模型能精确表征SOI LDMOS直流特性.

基于表面势的非晶IGZO薄膜晶体管分析模型

报道了一种适于模拟n沟道非晶IGZO薄膜晶体管(a-IGZO TFT)的直流I-V特性的分析模型。该模型充分考虑了深能级类受主态对自由电子的捕获,并将表面势的概念引入a-IGZO TFT结构。在分析器件能带结构和载流子输运的基础上,参考Si基MOSFET中表面势模型的分析方法,利用半导体-绝缘体界面电荷的泊松方程表达,并结合能带-电压关系,导出了器件饱和区和非饱和区的I-V解析表达式。通过Matlab编程模拟了a-IGZOTFT的转移特征曲线和输出特征曲线,对文献中实验数据进行拟合发现,提出的模型与实验数据均能很好地吻合。该模型结构简明,所包含的参数物理意义明确,有很强的实用性。

短沟道双栅MOSFET二维表面势解析模型

采用分解电势的方法求解二维泊松方程,建立了考虑电子准费米势的短沟道双栅MOSFET的二维表面势模型,并在其基础上导出了阈值电压、短沟道致阈值电压下降效应和漏极感应势垒降低效应的解析模型。研究了不同沟道长度、栅压和漏压情况下的沟道表面势,分析了沟道长度和硅膜厚度对短沟道效应的影响。研究结果表明,电子准费米势对开启后的器件漏端附近表面势有显著影响,新模型可弥补现有模型中漏端附近表面势误差较大的缺点;对于短沟道双栅MOSFET,适当减小硅膜厚度可抑制短沟道效应。

基于表面势的HEMT模型分析

将表面势的概念引入GaAs高电子迁移率晶体管器件结构,以建立可精确描述HEMT器件输入/出特性的新模型。通过分析最基本的HEMT结构,参考Si基MOSFET中Pao-sah模型的分析方法,对沟道电荷利用泊松方程表述,并结合能带电压关系,建立HEMT器件中表面势(Φ_s)对于栅压(V_(GS))的关系。基于上述分析计算了沟道中电子的饱和点。根据推导所得方程,模型计算得到的某具体器件沟道面电荷密度(n_s)-栅压(V_(GS))关系曲线和基于T-CAD工具仿真结果在线性区得到很好的吻合。

MOSFET表面势解析近似方法的改进(英文)

通过在表面势公式中增加一高阶近似项,大大提高了传统表面势的解析近似精度.改进前通用参数的精度一般达到1nV量级,某些情况下只能达到0.03 mV.改进后的方法在所有情况下精度都达到1pV量级.同时,改进后的近似方法消除了原有方法误差曲线中的毛刺现象.

考虑量子效应的短沟道n-MOSFET表面电势分布数值模型

提出了一种考虑量子效应的短沟道沟道表面电势数值模型,并在此基础上分析了源漏偏压对表面势分布的影响.计算结果和二维量子力学数值模拟结果很好地吻合.结果表明:源漏偏压会造成线性区的沟道表面势减小,进而导致阈值电压下跌;而在饱和区,源漏偏压的影响更大,会造成表面势明显下降,阈值下跌将会更加严重.

双栅MOSFET沟道侧壁绝缘柱(DP)表面势解析模型

采用抛物线近似方法求解二维泊松方程,建立了漏端沟道侧壁绝缘柱表面电势解析模型。在该解析模型下,求解了不同漏压下的表面势,并与Atlas仿真结果做对比。比较了在相同条件下,DPDG MOSFET与DG MOSFET的沟道侧壁电势与电场分布。在不同沟道长度下,分析了DPDG MOSFET器件的阈值电压(Vth),亚阈值斜率(SS)以及漏感应势垒降低效应(DIBL),并与DG MOSFET作对比。结果表明,添加绝缘柱DP后,不仅减小了源漏端电荷分享,而且增强了栅对电荷控制,从而改善了器件的DIBL效应,并有效提高了器件的可靠性。

异步对称双栅InGaZnO薄膜晶体管表面电势的解析模型

针对异步对称双栅结构的氧化铟镓锌(InGaZnO)薄膜晶体管(thin film transistors,TFTs),求解泊松方程,并根据载流子在亚阈区、导通区的不同分布特点,在亚阈区引入等效平带电压的概念,在导通区运用Lambert W函数近似,建立异步对称双栅InGaZnO TFT表面电势解析模型。该模型的拟合参数只有2个,能够较好地反映介电层厚度、沟道电压等参数对电势的影响。基于所建模型及TCAD分析,研究InGaZnO层厚度、栅介质层厚度以及缺陷态密度等物理量对独立栅控双栅晶体管表面电势的影响。研究结果表明:在亚阈区,表面电势随着底栅电压增大呈近似线性增大,且在顶栅电压调制作用下平移;在导通区,表面电势随着底栅电压的增加逐步饱和,且电势值与顶栅调制电压作用相关度小。表面电势的解析模型与TCAD数值计算结果对比,具有较高的吻合度;在不同缺陷态密度分布情况下,电势模型的计算值与TCAD分析值相对误差均小于10%。本研究成果有利于了解双栅InGaZnO TFT的导通机制,可用于InGaZnO TFT的器件建模及相关集成电路设计。

基于表面势的有机薄膜晶体管漏电流的解析模型

考虑到有机薄膜晶体管(OTFT)带隙中存在指数分布的陷阱态密度,提出了基于表面势的电流解析模型.在模型建立过程中,使用薄层电荷近似区分扩散电流和漂移电流;采用泰勒展开来实现表面势的解析求解,得到较高的求解精度.基于变程跳跃理论,即载流子在局域态之间的热激活特征的隧穿输运机理,解释了OTFT的转移特性和温度特性.模型计算结果与实验数据一致性好,说明该模型可适用于电路模拟器.