平面结场板结构表面场分布的二维解析

提出了基于二维泊松方程解的平面结场板结构的二维表面电场解析物理模型.在该模型基础上,分析了衬底掺杂浓度、场板厚度和长度对二维表面场分布的影响.解析预言的场分布与击穿电压的计算结果与先前的数值分析基本符合.该模型为场板结构的优化设计提供了理论基础.     

场板SOI RESURF LDMOS表面势场分布解析模型

以往对SOI器件的建模基本上基于漂移区全耗尽的假设,且大多未考虑场板对表面势场分布的影响。通过分区求解二维泊松方程,建立了场板SOI RESURF LDMOS表面电势和表面电场分布解析模型。该模型同时考虑了栅场板和漏场板的作用,既适用于漂移区全耗尽的情况,也适用于漂移区不全耗尽的情况。利用此模型和半导体器件仿真工具Silvaco,详细探讨了器件在不同偏压下栅场板和漏场板对漂移区表面电势和电场分布的影响。解析模型结果与数值仿真结果吻合良好,验证了模型的准确性。     

RESURF LDMOS功率器件表面场分布和击穿电压的解析模型

提出了RESURF LDMOS功率器件的表面电场分布和击穿电压的解析模型.根据二维泊松方程的求解,得到了与器件参数和偏压相关的表面电场和电势分布解析表达式.在此基础上,推出了为获得击穿电压和比导通电阻最好折中的优化条件.该解析结果与半导体器件数值分析工具MEDICI得到的数值分析结果和先前的实验数据基本一致,证明了解析模型的适用性.     

RESURF LDMOS功率器件表面场分布和击穿电压的解析模型

提出了 RESURF L DMOS功率器件的表面电场分布和击穿电压的解析模型 .根据二维泊松方程的求解 ,得到了与器件参数和偏压相关的表面电场和电势分布解析表达式 .在此基础上 ,推出了为获得击穿电压和比导通电阻最好折中的优化条件 .该解析结果与半导体器件数值分析工具 MEDICI得到的数值分析结果和先前的实验数据基本一致 ,证明了解析模型的适用性     

功率LDMOS中的场极板设计

本文提出了LDMOS器件漂移区电场分布和电势分布的二维解析模型,并在此基础上得出了LDMOS漂移区电势分布和电场分布的解析表达式。通过表达式的结果,研究了多晶硅场板的长度和位置对于器件表面电场和电势的影响,解析结果与MEDICI结果相符。     

电阻场板LDMOS表面电场解析模型及优化设计

提出具有电阻场板(Resistive field plate,RFP)硅基LDMOS表面电场和击穿电压解析模型。基于求解二维Poisson方程,此模型给出了二维表面电场和电势与器件结构参数和漏偏压关系的解析表达式;计算漂移区长度与击穿电压的关系,提出了一种优化高压器件的有效方法。解析结果与用MEDICI模拟的数值结果吻合较好,验证了模型的准确性,该模型可用于体硅RFPLDMOS的设计优化。     

多束表面等离子体干涉场的模拟研究

为了找出多束表面等离子体激元干涉的分布情况,采用严格的解析推导方式,建立了多束表面等离子体激元干涉场的理论模型,在此基础上数值模拟了多束表面等离子体激元干涉产生的2维及3维点阵结构的特性.结果表明,干涉场分辨率可达到1/6波长,并与普通激光多光束干涉场在光场的形状上一致.该研究有助于多束表面离子体激元光刻的进一步研究和阵列型纳米级光学器件的制造.     

场板结构对AlGaN/GaN HEMT温度场的影响北大核心CSCD

用Silvaco的ATLAS软件仿真研究了场板结构对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的温度场分布的影响,分析了场板结构影响器件温度场分布的可能因素。模拟结果表明,加入场板结构后,器件沟道二维电子气浓度减小,电场分布发生变化,器件栅极漏侧边缘处的沟道峰值温度降低。加入栅场板和源场板结构后,场板边缘处都有一个新的温度峰值出现,器件的沟道温度峰值在加入单层和双层栅场板及源场板后由511K分别下降到487、468和484K,这种降低作用会随着栅场板层数的增加而有所增强。仿真结果说明场板结构通过改变AlGaN/GaN HEMT器件沟道载流子浓度和电场分布,影响器件内部的温度场分布。优化器件的场板结构是提高AlGaN/GaN HEMT的可靠性有效途径之一。     

TFSOI RESURF功率器件表面电场分布和优化设计的新解析模型

提出了 TFSOI RESURF功率器件的表面电场分布和优化设计的新解析模型 .根据二维泊松方程的求解 ,得到了表面电场和电势分布的相关解析表达式 .在此基础上 ,推出了为获得最大击穿电压的优化条件。讨论了击穿电压和漂移区长度及临界掺杂浓度和场氧化层、埋氧化层的关系 .解析结果与半导体器件数值分析工具 DESSISE-ISE得到的数值分析基本一致 ,证明了新解析模型的适用性 .     

具有屏蔽环结构的LDMOS漂移区表面电场分布模型

本文通过求解二维泊松方程建立了具有屏蔽环结构的LDMOS漂移区表面电场分布模型,从而得出该结构表面电势和表面电场的解析表达式。分析了屏蔽环长度及氧化层厚度对表面电场分布的影响,通过ISE TCAD仿真验证了模型的准确性。根据表面电场分布求解器件的击穿电压并与实际测试数据对比得到了较为一致的结果,证明了该模型的适用性。     

高压半导体器件电场的二维数值分析

利用作者们开发的有限元二维分析程序对高压半导体器件的电场分布进行了模拟分析.给出了这类器件中有离子注入、场板和栅极延伸等终端结构时的电场分布;根据模拟结果得出突变平面结表面电场的近似公式,将此公式与圆柱坐标对称解和计算机模拟结果进行了比较.     

Analytical modeling and simulation of germanium single gate silicon on insulator TFET

This paper proposes a new two dimensional（2D） analytical model for a germanium（Ge） single gate silicon-on-insulator tunnel field effect transistor（SG SOI TFET）. The parabolic approximation technique is used to solve the 2D Poisson equation with suitable boundary conditions and analytical expressions are derived for the surfacepotential,theelectricfieldalongthechannelandtheverticalelectricfield.Thedeviceoutputtunnellingcurrent is derived further by using the electric fields. The results show that Ge based TFETs have significant improvements inon-currentcharacteristics.Theeffectivenessoftheproposedmodelhasbeenverifiedbycomparingtheanalytical model results with the technology computer aided design（TCAD） simulation results and also comparing them with results from a silicon based TFET.     

LDD功率器件表面电场解析模型及优化

提出低掺杂漏(Lightly Doped Drain,LDD)功率器件表面电场和电势解析模型。基于分区求解二维Poisson方程,获得二维表面电场和电势的解析表达式。借助此模型,研究器件结构参数对表面电场和电势的影响;计算漂移区长度与击穿电压的关系,分析了击穿电压随低掺杂漏区掺杂浓度和漂移区厚度的变化,从理论上揭示了获得最大击穿电压的条件。解析结果与数值结果吻合较好,验证了模型的准确性,该模型可用于硅基LDD功率器件的设计优化。     

MOSFET栅下碰撞电离与击穿研究

研究了场板终端技术对改善 MOSFET栅下电场分布和碰撞电离率的作用 ,结果表明 ,MOSFET在高压应用时 ,漏极靠近表面的 PN结处电场最强 ,决定器件的击穿特性。通过对实验研究与计算机模拟结果的分析 ,表明在不同的栅压下 ,此处场板长度的大小对栅下电场强度有直接的影响 ,合理地控制场板长度能有效地提高器件的击穿电压。     

碳纳米球薄膜的场发射特性

利用微波等离子体化学气相沉积法,在Si(100)衬底上制备了碳纳米球薄膜。利用拉曼光谱和场发射扫描电子显微镜研究了薄膜的结构以及表面形貌,表明碳纳米球薄膜是由约2～3μm长、100nm宽的无定形碳纳米片相互缠绕、交织成球状而构成的。在高真空系统中测量了碳纳米球薄膜的场发射特性,结果表明,碳纳米球薄膜具有良好的场发射特性,阈值电场为3.1V/μm,当电场增加到10V/μm时,薄膜的场发射电流密度可达到60.7mA/cm2。通过三区域电场模型合理地解释了碳纳米球薄膜在低电场、中间电场和高电场区域的场发射特性。     

单场限环结构的表面电场分布及环间距的优化

基于横向扩散与纵向扩散构成的冶金结边界为椭圆形这一特点,讨论单场限环结构表面电场强度的分布,给出表面电场强度、主结及环结分担电压的解析表达式。在纵向结深和掺杂浓度一定的条件下,根据临界电场击穿理论,讨论环间距的优化设计方法。单场限环结构主结环结间表面电场强度的绝对值曲线近似呈抛物线,最大电场位于主结处。随着环间距的增大,最大电场变大;随着横向扩散深度的增大,最大电场变小。环右侧最大电场也出现在结处,随着环间距和横向扩散深度的增加,最大电场均减小。在场限环结构中,当主结和环结在表面处的最大电场强度均等于临界电场强度时,击穿电压达到最大值,此时所对应的环间距为最佳环间距。     

Two-dimensional analytical model of double-gate tunnel FETs with interface trapped charges including effects of channel mobile charge carriers

A two-dimensional analytical model of double-gate(DG) tunneling field-effect transistors(TFETs) with interface trapped charges is proposed in this paper. The influence of the channel mobile charges on the potential profile is also taken into account in order to improve the accuracy of the models. On the basis of potential profile, the electric field is derived and the expression for the drain current is obtained by integrating the BTBT generation rate. The model can be used to study the impact of interface trapped charges on the surface potential, the shortest tunneling length, the drain current and the threshold voltage for varying interface trapped charge densities, length of damaged region as well as the structural parameters of the DG TFET and can also be utilized to design the charge trapped memory devices based on TFET. The biggest advantage of this model is that it is more accurate, and in its expression there are no fitting parameters with small calculating amount. Very good agreements for both the potential, drain current and threshold voltage are observed between the model calculations and the simulated results.     

含有部分填充等离子体柱的螺旋线混合模的理论分析

导出了含有部分填充等离子体柱的螺旋线中混合模的色散方程,计算出混合模的色散曲线并由此探讨了混合模的形成条件。研究了约束磁场对轴向电场的径向分布的影响。在低约束磁场下轴向电场的径向分布显示场与电子束的耦合显著增强,无聚焦磁场时存在着沿等离子体柱面传播的 TG模。