静电放电应力下深亚微米栅接地NMOSFET源端热击穿机理

基干静电敲电应力下对深亚微米硅化物工艺栅接地NMOSFET的研究，考虑了源／漏寄生串连电阻的影响，建立了源／漏接触区的电流集中模型．由模型分析表明，不同的温度和掺杂条件下，源／漏寄生串连电阻会引起器件源／漏接触前端边缘附近产生不同程度的电流集中．在器件源端产生新的热点．影响了源／满端的击穿特性．很好地解释了栅接地NMOSFET的源端热击穿机理．     

新器件结构SGOI低场迁移率模型及数值分析

为了减小绝缘层上硅锗(SGOI)自加热和短沟道效应,提出新型的双台阶式埋氧SGOI n型金属氧化物半导体场效应晶体管(nMOSFET).在该器件结构中,采用双台阶式埋氧结构来减小自加热效应,引入接地层(GP)用于减小漏致势垒降低(DIBL).建立应变硅器件的低场迁移率模型并嵌入到器件模拟器Sentaurus Device中.在不同的沟道应变情况下,分析自加热效应随埋氧层的厚度以及短沟道效应随栅长的变化关系.模拟结果表明,相对于Ge组分为0的情况下,Ge组分为0.4的SGOI器件的输出电流提升了至少50%.随着沟道下方埋氧厚度从100nm减小到10nm,自加热温度减小超过60℃;当引入接地层后,DIBL效应减小超过25%,泄漏电流在很大程度上得到抑制.     

与温度、电压及工艺涨落无关的CMOS电流基准

利用工作在亚阈值区的MOS管代替传统电流基准中的三极管或电阻器件,实现了一款全CMOS器件的电流基准.利用PMOS管的体效应实现进一步的温度补偿;利用共源共栅和反馈结构有效地增加了基准电流源德电源抑制比;并利用当工艺发生偏差时CMOS管阈值电压、电子（空穴）迁移率和亚阈值区MOS管漏源电流之间的关系,降低了工艺涨落对基准电流的影响.本设计采用Cadence公司的Spectre软件以及CSMC公司的0.5 μm CMOS混合信号模型进行仿真设计,设计的基准电流中心值为1.62 μA.综合考虑温度、电压和工艺涨落对电流基准的影响,温度系数为1.58×10－4%/℃,电源抑制比为90.5 dB,工艺涨落仅造成基准电流±3.5%的变化.     

6H-SiC NMOS与PMOS温度特性分析

考虑界面态电荷高斯分布模型以及Poole-Frenkel效应,对SiC MOSFET补偿电流源模型进行了修正,分析了造成6H-SiC NMOS与PMOS器件补偿电流源变化的原因.结果表明:界面态电荷的非均匀分布造成由阈值电压漂移引起的输出漏电流改变量随温度的升高逐渐减小;漏衬界面缺陷是造成体漏电流较大(达到微安量级)的主要因素,且缺陷密度越大,该值随温度增长的速度越快.     

AlGaN/GaN HEMT在N2中高温退火研究

通过N2气氛中对蓝宝石衬底AlGaN／GaN HEMT在200～600℃退火1min和5min的多批实验,研究了在不同温度和时间退火冷却后器件直流参数的变化．对器件欧姆接触和肖特基接触在高温退火前后的特性进行了对比分析．确定出了最有利于高电子迁移率晶体管特性提高的退火温度为500℃．退火时间为5min．该条件退火后高电子迁移率晶体管最大跨导提高8．9%．肖特基栅反向漏电流减小2个数量级．阈值电压绝对值减小．退火后肖特基势垒高度提高．在减小栅泄漏电流的同时对沟道电子也有耗尽作用．这是饱和电流和阈值电压变化的主要原因．采用扫描电子显微镜观察肖特基退火后的形貌，500℃未发现明显变化．600℃有起泡现象．     

SiC/SiO_2界面形貌对SiC MOS器件沟道迁移率的影响

为了研究SiC/SiO_2界面粗糙度对SiC MOS器件构道迁移率的影响,在离子注入后高温退火过程中采用碳膜保护SiC表面以减小退火过程中产生的表面粗糙度,碳膜的形成通过对光刻胶在600℃下前烘30min实现.研究结果表明:微结构分析所得的微米量级的横向表面粗糙度(峰对峰,谷对谷)不会影响电子平均自由程为纳米数量级的沟道电子在SiC MOS器件沟道中的迁移运动,在高温退火过程中,碳膜的是否存在对表面粗糙度和NMOS电容SiC/SiO_2界面态密度没有影响,而且NMOSFET器件的场效应迁移率没有发生太大的变化.     

漏极接触孔到栅间距对GGNMOS保护器件的影响

研究了不同漏极接触孔到栅间距对深亚微米单叉指栅接地N型金属氧化物半导体静电放电保护器件性能的影响,并分析了相关物理机制．基于中芯国际018μm互补金属氧化物半导体工艺进行流片,并进行传输线脉冲测试,得到了不同漏极接触孔到栅间距(DCGS)值的保护器件单位宽度失效电流水平的变化趋势．结合器件仿真,分析了保护器件的电、热分布情况．研究结果表明,DCGS值的增大,使电流密度峰值向远离沟道的方向移动,从而降低了尖端放电的风险．同时,当DCGS值增大到一定阈值时,由于漏区与衬底温度达到平衡,因此失效电流水平出现饱和趋势．     

薄膜全耗尽CMOS/SOI器件研究

在对全耗尽SOIMOS器件进行了大量研究的基础上,采用金属栅工艺,并采用了LDD结构以减小热载流子效应,防止漏的击穿,还采用了突起的源漏区,以增加源漏区的厚度并减小源漏区的串联电阻,以增强器件的电流驱动能力,降低了寄生电阻,减小了静态功耗.实现了性能优良的全耗尽金属栅FD SOICMOS器件.与常规工艺的器件相比,提高了输出驱动电流,也改善了器件的亚阈值特性,特别是在沟道掺杂浓度比较低的情况下能得到非常合适的阈值电压.NMOS器件的饱和电流为0.65 mA/μm;PMOS器件的饱和电流为0.35 mA/μm.     

多片钢板弹簧减摩措施研究

减小车用钢板弹簧片间的摩擦,可以提高乘车舒适性,减少接触疲劳,使疲劳寿命增加.本文着重从力学角度考虑钢板弹簧的结构优化设计.研究发现,钢板弹簧片间接触主要发生在簧片端部,采用端部压延的方法可以获得理想减摩效果.文章使用ABAQUS有限元软件进行接触有限元分析,通过模拟钢板弹簧的迟滞回线判断实施减摩措施以后平均摩擦力的减小量与未处理钢板弹簧相比.端部压延厚度值与摩擦减小百分比呈线性关系,压延长度值与摩擦减小百分比呈非线性关系.     

氢化棉籽油非等温结晶动力学研究

应用差示扫描量热仪(DSC)研究氢化棉籽油的非等温结晶行为.考察了两种氢化棉籽油在5、10、15和20℃/min降温速率下的非等温结晶行为,并用Ozawa方程进行动力学分析.非等温结晶曲线表明:随着降温速率的增大,结晶的温度范围增大;Ozawa方程解析非等温结晶曲线表明:当温度升高时,结晶常数m值增大,结晶速率常数K(T)减小.与等温结晶常数相比,非等温结晶常数偏大,说明非等温状态下氢化棉籽油结晶时可能会发生异相成核.     

纤锌矿型GaN电子迁移率的计算

考虑了对纤锌矿型氮化镓低场电子输运影响最为显著的4种散射机制——电离杂质散射,极化光学波散射,声学波压电散射和声学声子形变势散射的单个平均动量驰豫时间,采用Mattiessen's rule计算了不同补偿率以及不同载流子浓度条件下,氮化镓电子漂移迁移率,霍耳因子以及霍耳迁移率随温度的变化．计算表明,温度小于200K时总霍耳因子随温度的增加而增加,200K时达到峰值1.22,温度大于200K后霍耳因子则随着温度的增大而减小．此外,在包括室温在内的较高温度下,极化光学波散射对电子迁移率的变化起决定作用．温度较低时,声学波压电散射对电子迁移率的影响较大．     

尼龙6/11共聚物的非等温结晶动力学研究

以尼龙11预聚物和尼龙6预聚物为原料,采用熔融聚合的方法制备了尼龙6/11共聚物.利用差示量热扫描热分析仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)研究了尼龙6/11共聚物的非等温结晶过程,用经Jeziorny修正的Avrami方程对其非等温结晶动力学进行了研究,计算并得到非等温结晶动力学参数.结果表明:该方程适合于处理尼龙6/11共聚物的非等温结晶过程.在尼龙6/11共聚物非等温结晶过程中,在其初期结晶阶段可能同时包含了均相成核和异相成核,在二次结晶阶段结晶生长可能是一维生长;此外,还利用Kissinger方法求得尼龙6/11共聚物非等温结晶的结晶活化能为-201.76 kJ/mol.     

Nonisothermal Kinetics of Free-Radical Polymerization of 2,2-Dinitropropyl Methacrylate

The 2,2-dinitropropyl methacrylate (DNPMA) was synthesized by esterification of α-methacrylic acid with 2,2-dinitropropanol. The free-radical bulk polymerization of DNPMA in the presence of 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) was investigated by differential scanning calorimetry (DSC) in the nonisothermal mode. Kissinger, Ozawa and Barrett methods were applied to determine the activation energy (E_a) and the reaction order of the free-radical polymerization. The results showed that the temperature of exothermic polymerization peaks increased with increasing heating rate. With increasing the molar ratio of monomer/initiator and the heating rate, the reaction order of nonisothermal polymerization was approximately equal to 1. The average E_a value from Kissinger and Ozawa methods (77.74±1.07 kJ/mol) was smaller than the value from the Barrett method (E_a102.36 kJ/mol).     

纤维状β成核剂对聚丙烯非等温结晶动力学的影响

明晰纤维状β成核剂作用下聚丙烯(PP)的非等温结晶过程,对提升PP的力学性能至关重要。本文通过控制自组装β成核剂TMB-5为点状和纤维状形态,对比研究纤维状TMB-5对PP非等温结晶动力学的影响。结果表明:实验条件下,TMB-5不仅可使PP择优形成β晶,还可促进PP在高温成核,提高PP的结晶速率;不同于点状形态,纤维状TMB-5诱导PP冷却结晶时,α晶易在β晶生长前端异相成核,打断初始晶体的生长,使PP表现出非典型的3段生长模式和相对更慢的结晶过程。     

用于非等温热分析动力学的新方法

通过Levenberg-Marquardt法,得到一个新的温度积分近似式。给出了相应的用于计算动力学参数的方程。与以往的温度积分近似式的比较表明,新提出的温度积分近似式精确度高。通过对理论模型提出的非等温数据的应用表明,基于新温度积分近似式的新动力学分析方法非常适合求解非等温动力学参数。     

n型4H-SiC电子霍耳迁移率解析模型

采用解析模型，对n型4H—SiC电子霍耳迁移率和霍耳散射因子进行了理论计算．结果表明：低温区，掺杂浓度较高时，中性杂质散射对电子霍耳迁移率影响很大；高温区，电子霍耳迁移率则主要受谷间声子散射控制．此外，霍耳散射因子并不恒定为1，随着温度有一定的变化．研究还表明，施主浓度一定时，补偿率的变化对电子霍耳迁移率影响较大．     

用DSC评价PET的非等温结晶能力

采用差示扫描量热法（ＤＳＣ）测定了４种含有特定催化剂体系及不同分子量的聚对苯二甲酸乙二醇酯（ＰＥＴ）试样的等速升温曲线及不同降温速率的降温曲线。实验结果表明：采用ＤＳＣ直接提供的热参数，如（ｔｃ－ｔｇ），ｔｃ，（ｔｍ－ｔｃ），（ｔｃ－ｔｃ）等均可评价ＰＥＴ的非等温结晶能力，并且具有较好的变化规律。对于结晶后期无明显二次结晶作用的试样，动力学结晶能力（ＧＣ）也可以表征ＰＥＴ的非等温结晶能力。     

Scale effects and scaling-up by geometric-optical model

This is a follow-up paper to our "Scale effect of Planck's law over nonisothermal blackbody surface". More examples are used to describe the scale effect in detail, and the scaling-up of Planck law over blackbody surface is further extended to three-dimension nonisothermal surface. This scaling-up results in a conceptual model for the directionality and spectral signature of thermal radiation at the scale of remote sensing pixels. This new model is also an improvement of Li-Strahler-Friedl conceptual model in a sense that the new model needs only statistic parameters at the pixel scale, without request of sub-pixel scale parameters as the LSF model does.     

4H-SiCn-MOSFET新型反型层迁移率模型

提出了一种基于物理的4H-SiCn-MOSFET反型层迁移率模型.基于第一性原理的准二维库仑散射迁移率模型考虑了载流子屏蔽效应和温度对库仑散射的影响,模型中不包含任何经验参数,可方便地应用于二维器件模拟软件.推导出SiC表面粗糙散射迁移率模型的参数与界面粗糙度之间的数值关系.模拟结果表明:库仑散射机制主要在近表面处起作用;随着栅电压增大,表面粗糙散射所起的作用逐渐显著;较高掺杂的SiC MOSFET表面粗糙散射成为限制反型层迁移率的最主要散射机制.     

W-band 3.4 W/mm GaN power amplifier MMIC

A high power density monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifier is presented for W band application. The chip is fabricated using the 100 nm GaN high electron mobility transistor (HEMT) technology on a 50 μm SiC substrate. The amplifier is designed for a high gain and high output power with three stage topology and low-loss impedance matching networks designed with high and low characteristic impedance micro-strips and metal-insulator-metal (MIM) capacitors. And quarter-wave micro-strips are employed for the DC bias networks, while the power amplifier is also fully integrated with bias networks on the wafer.Measurement results show that, at the drain bias of 15 V, the amplifier MMIC achieves a typical small signal gain of 20 dB within the frequency range of 88~98 GHz. Moreover, the saturated output power is more than 250 mW at the continuous-wave mode. At 98 GHz, a peak output power of 405 mW has been achieved with an associated power gain of 13 dB and a power-added-efficiency of 14.4%. Thus, this GaN MMIC delivers a corresponding peak power density of 3.4 W/mm at the W band.