薄硅膜金属-绝缘层-半导体结构的电容-电压特性

随着各种新纳米CMOS器件技术的出现,在等比例缩小原则的限制下,硅膜厚度逐渐减薄,这对通过电容-电压法进行物理参数提取带来了挑战。本文借助半导体二维仿真器件——MEDICI,研究了不同硅膜厚度下金属-绝缘层-半导体结构的低频和高频电容-电压特性,通过研究不同偏置下的能带结构探讨了其内在物理机理,并分析了考虑金属与半导体功函数差、绝缘层固定电荷等因素的影响时该结构的电容-电压特性,为通过电容-电压特性法对薄硅膜MIS结构进行参数提取与表征进行了有益探索。

高阻硅基GaN晶片上MIS栅结构GaN HEMT射频器件研制

5G通信中3.4~3.6 GHz是主要使用频段。GaN射频器件由于高频、低功耗、高线性度等优势,满足5G通信应用需求。文中在高阻硅基GaN外延片上研制了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor, HEMT),并分析了金属-绝缘层-半导体(Metal-Insulator-Semiconductor,MIS)栅对器件直流和射频特性的影响。研究发现:相比于肖特基栅结构,MIS栅结构器件栅极泄漏电流减少2~5个数量级,漏极驱动电流能力和跨导提高10%以上;频率为3.5 GHz时,增益从1.5 dB提升到4.0 dB,最大资用增益从5.2 dB提升到11.0 dB,电流增益截止频率为8.3 GHz,最高振荡频率为10.0 GHz。

光寻址电位传感器特性的仿真分析

光寻址电位传感器(LAPS)在生物医学和环境监测领域有着广泛的应用。提出了金属绝缘层硅(MIS)结构LAPS的电路模型,并推导出数学模型。在此基础上,采用电路模拟方法仿真分析了影响LAPS特性的因素:硅掺杂浓度、绝缘层厚度以及光强等,仿真结果正确地反映了LAPS的实际特性。最后,提出了一种优化设计LAPS的新方案。