VDMOS场效应晶体管电路模型的构造及参数提取

从VDMOS的物理结构出发建立子电路模型,进而导出描述其交直流特性的参数及模型公式.相对以往文献的结果,该模型避免了过多工艺参数的引入,同时对子电路进行了有效的简化.在参数提取软件中的加载结果表明,该模型结构简单,运算速度快,物理概念清晰,拟合曲线与测试数据符合精度高(直流误差5%以内,交流误差10%以内),适于在电路模拟及参数提取软件中应用.     

采用局域注氧技术制备的新型DSOI场效应晶体管的热特性

通过局域注氧工艺 ,在同一管芯上制作了 DSOI、体硅和 SOI三种结构的器件 .通过测量和模拟比较了这三种结构器件的热特性 .模拟和测量的结果证明 DSOI器件与 SOI器件相比 ,具有衬底热阻较低的优点 ,因而 DSOI器件在保持 SOI器件电学特性优势的同时消除了 SOI器件严重的自热效应 .DSOI器件的衬底热阻和体硅器件非常接近 ,并且在进入到深亚微米领域以后能够继续保持这一优势 .     

超薄氮氧化硅(Sio_xN_y)栅NMOSFET中GIDL效应的研究

MOSFET栅介质层厚度的减薄使栅致漏极的泄漏（GIDL）电流指数增强，本文报道N2O中退火SiO2（两步法）生成超薄（5．5nm）氮氧化硅（SiOxNy）栅NMOSFET中的GIDL效应，包括器件尺寸、偏置电压和热载流子效应的影响．发现GIDL在一定的偏置下成为主要的泄漏机制，且陷阱电荷和界面态对其具有显著的调制作用．二维器件模拟结果指出，与SiO2栅NMOSFET相比，LDD掺杂结构使SiOxNy栅NMOSFET的GIDL进一步增强．     

一种采用局域注氧技术制备的新型DSOI器件

为了克服传统SOI器件的浮体效应和自热效应,采用创新的工艺方法将低剂量局域SIMOX工艺及传统的CMOS工艺结合,实现了DSOI结构的器件.测试结果表明,该器件消除了传统SOI器件的浮体效应,同时自热效应得到很大的改善,提高了可靠性和稳定性.而原先SOI器件具备的优点得到了保留.     

亚100nm体硅MOSFET集约I-V模型

利用“局域化”的概念和二维泊松方程的解析解，建立了沟道方向上二维量子效应对阈电压的修正模型．基于密度梯度理论，建立了多晶硅栅内量子效应对阈电压的修正模型．在此基础上，结合弹道理论，开发了一个适用于亚100nm MOSFET的集约I-V模型．通过与TSMC提供的沟长为45nm实际器件测试结果，以及与三组亚100nm MOSFET的数值模拟结果的比较，证明了该模型具有良好的精度（平均误差小于8%）和可延伸性．     

Broyden算法在薛定谔方程和泊松方程自洽求解中的应用

利用Broyden算法,通过自洽求解一维半导体量子线的电子浓度分布和电势分布,和常用的牛顿法以及逐次超松弛(SOR)法相比较,确认了Broyden算法的收敛结果正确,并减少了达到收敛的迭代步数,是对于薛定谔方程和泊松方程组成的非线性方程组系统自洽求解的有力工具.     

采用全对称测试结构的超薄单晶硅薄膜热导率测亮

改进了传统稳态加热法的测试结构,设计了带隔离槽的全对称悬空薄膜测试结构,并使用有限元工具对测试结构进行了优化.测量了室温下50和80nm厚度的单晶硅薄膜的横向热导率,分别为32和38W/(m·K),其相对体硅热导率(148W/(m·K))有明显下降,实验结果与BTE(Boltzmann transport equation)的理论预测曲线吻合得很好.     

硅耗尽层少子产生率的强电场效应

利用MOS C(t)特性系统地研究了强电场对硅耗尽层少子产生的影响.以Ieda等关于库仑中心电子发射率与电场强度的理论关系为基础,提出了一种对实验结果进行拟合的模型.该模型不仅满意地拟合了本工作的实验,而且合理地阐明了迄今文献中已发表的各种形式的非线性Zerbst实验曲线.结论是,产生率的强电场增强是硅中一个普遍效应,不论是对于高缺陷密度样品还是完整晶体样品,这一效应都是存在的.与深耗尽高频C(V)曲线的转折相对应,观察到了等效产生速度的跳变(突然增大).这一现象可用栅下高浓度区价带电子向耗尽区的隧道注入加以说明.     

AlGaN/GaN材料HEMT器件优化分析与I-V特性

在考虑AlGaN/GaN异质结中的压电极化和自发极化效应的基础上,自洽求解了垂直于沟道方向的薛定谔方程和泊松方程.通过模拟计算,研究了AlGaN/GaN HEMT器件掺杂层Al的组分、厚度、施主掺杂浓度以及栅偏压对二维电子气特性的影响.用准二维物理模型计算了AlGaN/GaN HEMT器件的输出特性,给出了相应的饱和电压和阈值电压,并对计算结果和AlGaN/GaN HEMT器件的结构优化进行了分析.     

SiGe/Ge/SiGe异质结构中自旋极化输运特性的模拟

利用蒙特卡罗方法对SiGe/Ge/SiGe异质结构的自旋极化输运特性进行了模拟研究.在Ge沟道调制掺杂异质结构形成的二维空穴气中,空穴的自旋进动主要受Rashba自旋轨道相互作用控制.在77～300K的温度范围内,对自旋散射长度、自旋极化率等自旋极化输运特性进行了研究.模拟结果显示,低温和窄宽度沟道有利于减小散射对自旋极化输运的影响,避免自旋极化率衰减,增大自旋散射长度.栅控的漏端电流自旋相关效应使器件跨导增大,并产生负跨导效应.