新型SiGe/Si异质结开关功率二极管的特性分析及优化设计

将SiGe技术应用于功率半导体器件的特性改进 ,提出了新型SiGe/Si异质结p i n开关功率二极管结构 ,在分析器件结构机理的基础上 ,用Medici模拟了该器件的特性并进行了优化设计 .结果表明 ,该功率二极管具有低的正向压降 ,较少的存贮电荷 ,其性能远远超过Si的同类型结构 .这种性能的改进无需采用少子寿命控制技术 ,因而很容易集成于功率IC中 .

磁控溅射NiO/ZnO透明异质结二极管及其光电特性研究

采用磁控溅射方法在ITO玻璃基板上沉积NiO,ZnO,AZO三层透明氧化物薄膜,成功制备了NiO/ZnO透明异质结二极管。实验结果表明,PN结展示出明显的I-V整流特性,正向开启电压1V;在氙灯光照条件下,二极管反向电流在5V偏置时,达到1.5mA。二极管在可见光的平均透过率约为25%。

(p)nc-Si∶H/(n)c-Si异质结变容二极管

采用等离子体增强化学气相沉积技术和电子束蒸发技术制备了一种新型的线性缓变异质结变容二极管———Au/Cr合金(电极)/multi-layer(p)nc-Si∶H/(n)c-Si/(电极)Au/Ge合金结构.I V,C V,C f以及DLTS的测试结果表明:其电容变化系数远大于单晶硅线性缓变异质结的电容变化系数,正向导电机制符合隧穿辅助辐射复合模型,这是nc-Si∶H层中nc-Si晶粒的量子效应所致;反向电流主要由异质结中空间电荷区的产生电流决定,且反向漏电流小,反向击穿电压高,表现出较好的整流特性.

快速软恢复SiGe功率开关二极管的结构设计与特性分析

为了进一步提高SiGe/Si异质结功率开关二极管的性能,提出了一种SiGe功率开关二极管的新结构,用交替的p+、n+区形成的mosaic结构来代替原常规的n+区,关断时可同时为电子和空穴的抽取提供通道使阴极具有理想欧姆接触.该结构可大大提高开关速度,并获得很软的反向恢复特性及很低的漏电流.与常规p+(SiGe)-n--n+功率开关二极管相比,反向恢复时间缩短了近2/3,反向峰值电流降低了约1/2,漏电流降低了约1个数量级.另外,嵌镶结构中p+区的厚度对器件性能有很大影响,调整p+区的厚度可实现器件的反向耐压能力和反向恢复特性之间很好的折衷.这种性能的改进无需采用少子寿命控制技术因而很容易集成于功率IC中.

一种新型n^-区多层渐变掺杂SiGe/Si功率开关二极管

n- 区掺杂浓度采用多层渐变式结构的p+ (SiGe) n- n+ 异质结功率二极管 ,对该新结构的反向恢复特性及正反向I -V特性进行了模拟 ,从器件运行机理上对模拟结果做出了详细的分析。与n- 区固定掺杂的普通p+ (SiGe) n- n+ 二极管相比 ,在正向压降基本不发生变化的前提下 ,渐变掺杂后的器件反向恢复时间可缩短一半 ,反向峰值电流能降低 33% ,反向恢复软度因子可提高 1 5倍。并且 ,随着n- 区渐变掺杂的层数增多 ,反向恢复特性越好。

SiGeC/Si功率二极管的数值模拟与分析

将SiGeC技术应用于功率半导体器件的特性改进,提出了一种新型p+(SiGeC)n-n+异质结功率二极管结构.在分析SiGeC合金材料物理特性的基础上,给出了该结构的关键物理参数模型,并在此基础上利用MEDICI模拟,对比分析了C的引入对器件各种电特性的影响.此外,还模拟比较了不同p+区厚度对器件反向漏电流的影响.结果表明:在SiGe/Si功率二极管中加入少量的C,在基本不影响器件正向I V特性和反向恢复特性的前提下,大大减少了器件的反向漏电流,并且C的加入还减小了器件特性对材料临界厚度的依赖性,提高了器件稳定性.

GeSi/Si共振隧穿二极管

GeSi/Si共振隧穿二极管主要包括空穴型GeSi/SiRTD、应力型GeSi/SiRTD和GeSi/Si带间共振隧穿二极管三种结构。着重讨论了后两种GeSi/Si基RTD结构;指出GeSi/Si异质结的能带偏差主要发生在二者价带之间(即ΔEv>ΔEc),形成的电子势阱很浅,因此适用于空穴型RTD的研制;n型带内RTD只有通过应力Si或应力GeSi来实现,这种应力型RTD为带内RTD的主要结构;而带间GeSi/SiRITD则将成为更有应用前景的、性能较好的GeSi/SiRTD器件结构。

SiGe开关功率二极管的计算机模拟及优化设计

介绍了新型 Si Ge开关功率二极管结构及机理 ,在对器件正反向特性进行模拟的基础上进一步进行了优化设计 ,并对其动态特性进行了模拟。与正反向特性模拟结果综合比较得出 ,取 2 0 %的 Ge含量和 2 0 nm的 Si Ge层厚时 ,器件性能最优。

一种NiO薄膜的新型制备方法及其应用

利用热氧化法,在紫外线光源催化作用下,在N型硅衬底上沉积氧化镍(NiO)薄膜,制备具有半导体特性的NiO/Si异质结二极管。使用JASCO NRS-3100测量薄膜拉曼散射频谱,分析不同氧化时间、不同紫外线光源、不同退火条件对NiO薄膜性能的影响。实验结果表明:氧化时间为60 min时,金属Ni能够充分氧化;含臭氧水银灯比金属卤化物灯更有助于金属Ni的氧化反应;氮气下退火30 min,有助于消除晶格损伤,改善薄膜特性。通过Phillips X'Pert衍射仪分析NiO薄膜的晶体结构,Keysight B1500A半导体参数测量仪测量NiO/Si二极管的I-V特性,当二极管两端电压分别为2 V和-2 V时,电流密度相差3个数量级,表现出良好的整流特性。

硅基室温电流注入Ge/Si异质结发光二极管

目前，硅基光电集成所需的各个光子学单元已经取得了巨大的突破，并且与现有的微电子工艺完全兼容：硅基光波导在光通讯波段可以实现对光场的强限制以及低损耗传输；通过外延高质量的锗薄膜，实现了近红外波段的高速高量子效率的硅基光探测器；调制速率高达30GHz的基于硅基载流子等离子体色散效应的硅调制器也已经有报导。

i基区渐变掺杂SiGe/Si异质结开关功率二极管的特性模拟

提出了在SiGe/Si异质结开关功率二极管的本征i区中采用掺杂浓度三层渐变式结构。由Medici模拟所得的特性曲线表明,该结构在正向I-V特性基本不发生改变的前提下,与i区固定掺杂结构相比具有更好的反向恢复电流与反向恢复电压特性,尤其软恢复特性更加明显,反向恢复过程加快。还对渐变掺杂所得到的优越性能进行了分析,从理论上给出了较好的解释。

采用横向外延过生长技术制备n-InP/p-Si异质结

KTH是位于瑞典的皇家科技研究院，近日采用波纹面横向外延过生长（CELOG）方式研制出了由n型InP和P型silicon材料构成的异质结。通常情况下，89／6的晶格失配会导致异质结具有较高的位错密度，而KTH采用CELOG方式成功研制出异质结光电二极管。

大功率低功耗快速软恢复SiGeC功率开关二极管

为满足电力电子电路对功率开关二极管高频化的发展要求,提出了一种大功率低功耗快速软恢复p+(SiGeC)-n--n+异质结二极管.与常规的Sip-i-n二极管相比,在正向电流密度不超过1000A/cm2情况下,p+(SiGeC)-n--n+二极管的正向压降减少了约1/5,有效降低了器件的通态功耗;反向恢复时间缩短了一半多,反向峰值电流降低了约25%,软度因子提高了1.3倍,而反向阻断电压和反向漏电流基本不发生变化.研究发现,Ge和C的含量是影响p+(SiGeC)-n--n+二极管特性的重要参数,这为器件结构设计提供了更大的自由度.

SiGe超快速软恢复功率开关二极管(英文)

SiGe材料由于禁带带隙较窄和与Si工艺相兼容的优点,被广泛用于高频双极晶体管的制造中。实验把SiGe/Si异质结应用于功率器件方面,制造出了超快速软恢复SiGe/Si异质结功率开关二极管。与同结构的传统Si二极管相比,该功率二极管可以获得更短的反向恢复时间,低的正向压降,低的反向峰值电流,较软的恢复特性。30%Ge含量的SiGe二极管反向恢复时间比同结构的Si二极管缩了短四分之三,软度因子接近于1。这些性能的改进无需采用少子寿命控制技术,因而很容易集成于功率集成电路中。