基于LabVIEW与TCAD的MOS场效应晶体管虚拟仿真实验平台设计与实现

为了解决微电子科学与工程或集成电路设计与集成系统专业实验教学面临的难题,设计了基于LabVIEW与TCAD的MOS场效应晶体管虚拟仿真实验平台。该平台可以实现MOS场效应晶体管的电学性能测试和参数提取,包括数据输入与存储、控制命令输出、数据采集与显示、报错与停止以及图形分析与提取。该虚拟仿真实验平台为学生提供了良好的工程实践平台,具有操作简单和效率高的明显优势,能够充分调动学生的主观性并且帮助学生理解复杂问题。

氧等离子处理的二硫化钼场效应晶体管表面掺杂和湿度传感研究

二维半导体过渡金属二硫属化物(transition metal dichalcogenide,TMD)具有独特的电学、光学和力学性能,在数字电路、光伏器件和能量存储等多个领域中具有巨大的应用潜力。通过表面掺杂控制TMD的电学性能为实现灵敏传感提供了有效的方法。本文开展了氧等离子体对二硫化钼(MoS_(2))掺杂特性的研究。首先,测试了MoS_(2)场效应晶体管(field-effect transistor,FET)的输运特性,发现氧等离子体处理对FET具有p型掺杂作用。随后,通过拉曼光谱研究了掺杂机制的成因,并证实了沟道表面类MoO_(3)缺陷的形成。最后,研究了经等离子体处理的晶体管的湿度传感特性,由于氧等离子体处理使得沟道对水分子的吸收中心增加,在潮湿环境下晶体管具有十分灵敏的响应特性,源漏电流值变化了约54%。这项工作不仅提供了一种调控TMD电学性能的简单方法,也展示了低维材料化学传感器的发展潜力。

SiC MOSFET的质子单粒子效应

SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在深空探测领域具有广阔的应用前景,但空间质子引发的单粒子效应(SEE)对航天器稳定运行造成了严重威胁。对平面栅结构与非对称沟槽栅结构的SiC MOSFET进行了能量为70、100与200 MeV的质子辐照实验。实验结果表明,两种SiC MOSFET的单粒子烧毁(SEB)阈值电压均大于额定漏源电压的75%;SEB阈值电压随质子能量升高而降低。对两种器件进行辐照后栅应力测试发现,两种结构的器件由于沟道不同而对栅应力的响应存在差异;不同的质子能量会在栅极引入不同程度的辐射损伤,低能质子更容易在栅氧化层发生碰撞而引入氧化物潜在损伤。该研究可为揭示SiC MOSFET质子SEE机理和评估抗辐射能力提供参考。

6H-SiC MOS场效应晶体管的研制

报道了多晶硅栅 6 H- Si C MOS场效应器件的制造工艺和器件性能。 6 H- Si C氧化层的SIMS分析说明在氧化过程中 ,多余的 C以 CO的形式释放 ,铝元素逸出极少 ,氧化层中因有较多的铝而正电荷密度较大 ,Si C的氧化速率和掺杂类型关系不大。器件漏电流都有很好的饱和特性 ,最大跨导为 0 .36 m S/ mm ,沟道电子迁移率约为 14cm2 / V.s,但串联电阻效应明显。

MOS场效应晶体管虚拟仿真实验教学资源建设

为了解决大多数高校微电子专业实验教学面临的难题,建设了MOS场效应晶体管虚拟仿真实验教学资源.引入半导体器件的虚拟制造和虚拟测试理念,基于半导体工艺仿真软件和器件模拟软件进行二次开发,包含教学管理、虚拟制造和虚拟测试3大部分,共17个模块,实现了MOS场效应晶体管的各种制造工艺流程和直流、交流、瞬态等各种性能测试.虚拟仿真实验教学资源知识点覆盖面广,理念先进,辐射范围广,具有较好的学习效果,为微电子专业人才培养提供了优质的实验教学资源.

具有86 mV/dec亚阈值摆幅的MoS_2/SiO_2场效应晶体管（英文）

在SiO_2/Si(P^(++))衬底上制备了多层MoS_2背栅器件并进行了测试.通过合理优化和采用10 nm SiO_2栅氧,得到了良好的亚阈值摆幅86 mV/dec和约107倍的电流开关比.该器件具有较小的亚阈值摆幅和较小的回滞幅度,表明该器件具有较少的界面态/氧化物基团吸附物.由栅极漏电造成的漏极电流噪声淹没了该器件在小电流(~10^(-13)A)处的信号,限制了其开关比测量范围.基于本文以及前人工作中MoS_2器件的表现,基于薄层SiO_2栅氧的MoS_2器件表现出了良好的性能和潜力,显示出丰富的应用前景.

双栅MOS场效应晶体管的短沟道效应

一引言早在1965年就由Ditrick,Mitchell和Dawson等人研制出世界上第一批具有实际应用价值的双栅MOS四极管,也称双栅MOS场效应晶体管,它具有频率高、噪声低、增益可控和工作稳定等特点。关于DG—MOSFET′S在我国正处于开发和研制阶段,笔者虽早已做出管芯并已发了有关文章。但对它的特性和应用还有待进一步深入研究,特别是对它的阈电压和击穿电压等随沟道长度的缩短而降低。这种现象和本质,即所谓短沟道效应,要进行深入研讨,以进一步扩大其应用领域。二短沟道效应 DG—MOSFET′S同SG-MOSFET′S一样,为了提高频率和开关特性,除增大g_(ms)/c_(gs)的比值、减小寄生电容c_(ps)等外,最有效的办法就是减小沟道长度L_1和L_2.当L_1和L_2减小到可以同它的源漏耗尽层厚度相比拟时,也会出现所谓短沟道效应(SCE),即阈电压V_(th)

硅双栅MOS场效应晶体管的噪声特性

本文是对双栅MOS场效应晶体管(简写为DG—MOSFET'S)噪声特性的研究。其方法是把噪声源(噪声电压源、噪声电流源)并入DG—MOSFET'S的等效电路中,把DG—MOSFET'S视为无噪声器件。这样可以通过共源和共栅结构的等效电路详细的推导出DG—MOSFET'S的噪声系数。从而得出提高频率特性和降低噪声系数的方向及具体工艺措施。

硅双栅MOS场效应晶体管的频率和增益特性

本文是通过硅双栅MOS场效应晶体管(简写为DG-MOSFET'S)的等效电路,系统的推导出DG-MOSFET'S的最高工作频率和增益与结构和工艺参数的定量关系式,指出提高频率和增益的具体办法。并充分说明DG-MOSFET'S比硅单栅MOS场效应晶体管(简写为SG-MOSFET'S)的性能更为优越,而应用更加广泛。

毫米波MOS场效应晶体管的建模

提出了针对毫米波CMOS应用的nMOS场效应晶体管的建模方法。对采用0.18μm标准CMOS工艺的nMOS场效应管进行了版图的优化设计,并提出和分析了基于标准BSIM3V3模型卡的nMOS场效应管的等效电路模型。通过仿真,直接从MOS场效应管的物理版图中提取出各个寄生元件的值,使该模型能预测nMOS管从100 MHz到40 GHz频率范围内的高频性能。

杂质吸附对背栅MoS2场效应晶体管电学性能的影响

为了探究MoS2(二硫化钼)薄膜吸附的杂质分子对载流子输运以及相关器件的电学性能造成的影响,制备了多层MoS2背栅场效应晶体管。实验结果表明:当MoS2器件的沟道暴露在空气中时,在不同的偏压条件和扫描条件下,器件表现出不同的回滞窗口和不同的亚阈值斜率。因此,只有减小了外界吸附分子的影响,才能获得具有稳定电学性能的MoS2器件,并确保迁移率、亚阈值斜率、开启电压等重要电学参数的可靠性。

CMOS场效应晶体管的发展趋势

自从1947年第一支晶体管的发明，半导体集成电路在二十世纪的后三十年有了一个极大的发展。这个发展极大的推动了世界性的产业革命和人类社会的进步。今天在我们每个人的日常生活中，英特网，手机的普及和计算机在各个领域的大量应用，已经使我们进入了信息时代。在这中间起决定性作用的是在硅晶片上工作的CMOS场效应晶体管的发明.

基于MOS场效应晶体管的高精度可变电阻器

本文介绍了一种有源可变电阻器的实现方法,该电阻器使用MOS场效应晶体管作为开关器件,通过控制MOS场效应晶体管是否导通来控制与之并联的电阻是否接入电路,电阻逐个使用2^(n)Ω。基于电阻分压定律,微控制器(MCU)控制电压控制的电压源(VCVS)的电压来等效模拟电阻分压以达到模拟电阻的目的,本设计引入了比例积分PI控制,很好地消除了误差电阻的影响,提高了电阻精度,且具有良好的抗干扰性能和温度补偿性能。相较已有的一些变阻器,该变阻器具有体积小、精度高、易集成和电阻连续可控等优点,可以广泛应用于电路设计、通信工程、控制工程等领域,在大学物理实验中亦有广泛的用途。

采用MOS场效应晶体管的VHF高功率放大器

一、前言甚高频发射机用的固体化功率放大器必须要求高稳定、高可靠和维修检测方便。作为放大器件,至今主要还是采用大功率的双极型晶体管。近十多年来,这种管子的输出功率逐步提高。目前,输出功率300～800W的固体化功率放大器已投放市场。由于这种双极型晶体管有以下特性:(1)低电压、

意法半导体低压N沟道场效应MOS晶体管

意法半导体公司(STMicroelectonics)推出多个基于其STripFET技术的低压N沟道场效应MOS晶体管，这些产品的设计目标是超高开关频率的应用。

硅纳米管和纳米线场效应晶体管的模拟和比较

从硅纳米管和纳米线场效应晶体管的结构出发,先用Silvaco公司的TCAD仿真软件模拟出硅纳米管和纳米线的电势分布,然后根据电势分布依次求出两种器件的有效哈密顿量、非平衡格林函数及自能函数和电子浓度,再从电子浓度推导出电流密度与电压方程,并对其进行了分析比较。仿真结果显示,在沟道横截面积相同的情况下,纳米管器件的阈值电压比纳米线器件的高,且随管内外径之差的增加而减小。栅压比较大的情况下,在饱和区纳米管器件比纳米线器件能提供更大的驱动电流。两者在亚阈值区域表现相似,亚阈值摆幅分别为58和57 mV/dec。纳米管器件的饱和电压比纳米线器件的略小,在饱和区纳米管器件的电流更加平直,短沟道效应更不明显。

基于SOI的双极场效应晶体管

在分析了双极型晶体管和场效应晶体管各自的特点和不足后,介绍了一种既具有双极型晶体管较大电流容量和功率输出,又具有场效应晶体管高输入阻抗的电子器件———双极MOS场效应晶体管(BJMOSFET),同时指出体硅BJMOSFET的阳极扩散区与衬底之间存在较大的漏电流,可产生较大的寄生效应。提出了一种新型固体电子器件———基于SOI的BJMOSFET,分析了其工作原理。与体硅BJMOSFET比较,由于SOI技术完整的介质隔离避免了体硅器件中存在的大部分寄生效应,使基于SOI的BJMOSFET在体效应、热载流子效应、寄生电容、短沟道效应和闩锁效应等方面具有更优良的特性。