利用背面Ar+轰击改善n-MOSFET饱和区特性

用550eV的低能量Ar^ 离子束轰击n-MOSFET(n沟金属-氧化物-半导体场效应晶体)芯片的背面,以改善其饱和区的直流特性(如跨导、阈值电压和表面有效迁移率)以及低频噪声等．结果表明,随着轰击时间的增加,跨导和沟道表面有效迁移率先增大后减小,阂值电压先减小后增大,而低频噪声在轰击后明显减小．实验证明,上述参数的变化是硅-二氧化硅界面的陷阱密度和二氧化硅中固定电荷密度在轰击后变化的结果。     

基于晶界离散分布的多晶硅薄膜晶体管直流模型

基于表面势的多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT)漏电流模型无法体现晶界的离散分布特性,而基于阈值电压模型的各工作分区电流表达式存在不连续性.为克服此缺点,根据基于表面势模型的建模思想,考虑晶界势垒在沟道中离散分布的特点,提出了多晶硅薄膜晶体管的直流漏电流模型.该模型采用单一的解析方程描述多晶硅TFT各工作区的电流.研究结果表明:TFT工作于线性区且栅压一定时,随着漏压的增大,沟道有效迁移率降低;随着栅压的增大或沟道的缩短,漏电压对沟道有效迁移率的影响减弱.     

多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型

提出一个多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型.该模型同时考虑了晶体管沟道内晶粒的数目、载流子在晶粒与晶粒间界处不同的输运特性和栅致迁移率降低效应,适应于从小晶粒到大晶粒线性区的多晶硅薄膜晶体管.研究表明:当晶粒尺寸Lg0.4μm时,其有效迁移率主要由晶粒间界控制;降低晶粒间界陷阱态密度可提高有效迁移率;减小栅氧化层厚度可增强栅压对有效迁移率的控制作用;高栅压时出现明显的有效迁移率退化效应.     

交流法短沟道MOS器件模型参数计算机自动提取

本文介绍了一种新型的交流法短沟道MOS器件参数计算机自动提取技术。它能快速而又精确地提取短沟道MOS器件的源漏串联电阻R_T、表面迁移率μ_0、迁移率退化因子θ、阈值电压V_T、平均表面态密度(?)等SPICE模拟程序中的模型参数。对LDD、硅栅CMOS等短沟道MOS器件测试结果表明它还具有抗干扰能力强之特点,是一种LSI-MOS电路制造的有效的CAM手段。     

交流法短沟道MOS器件模型参数计算机自动提取

本文介绍了一种新型的交流法短沟道MOS器件参数计算机自动提取技术.它能快速而又精确地提取短沟道MOS器件的源漏串联电阻R_T、表面迁移率μ_0、迁移率退化因子θ、阈值电压V_T、平均表面态密度D_(it)等SPICE模拟程序中的模型参数.对LDD、硅栅CMOS等短沟道MOS器件测试结果表明它还具有抗干扰能力强之特点,是一种LSI-MOS电路制造的有效的CAM手段.     

热载流子效应对n-MOSFETs可靠性的影响

研究热载流子效应对不同的沟道长度n-MOSFETs退化特性的影响．结果表明，随着器件沟道长度的减小，其跨导退化明显加快，当沟道长度小于1μm时退化加快更显著．这些结果可以用热载流子注入后界面态密度增加来解释．     

MOSFET的一种新的速度饱和模型

描述了MOSFET中的迁移率、速度对于表面场的相关性。考虑到沟道电位分布对法向场的影响,得到了工作在饱和区的MOSFET 漏端漂移场强为有限值,迁移率为非零值以及载流子的饱和速度随有效栅压的增加而稍有降低的结果。跨导曲线的饱和程度优于已报导的模型。     

低能量氩离子束轰击改善双极型晶体管的噪声特性

在完成超高频小功率晶体管的芯片和上部铝电极的制备工艺后，采用低能量氩离子束轰击芯片背面，能有效地降低其高频及低频噪声系数、提高其特征频率和电流放大系数。实验结果表明，晶体管低频噪声系数的下降与硅-二氧化硅界面的界面态密度的减小有关，而其高频噪声系数的下降是特征频率和电流放大系数增加的结果。     

4H—SiC MESFET表面陷阱效应研究

分析了表面陷阱对4H—SiC MESFET直流和瞬态特性的各种影响。在直流特性上，由表面陷阱引入的附加耗尽层使得饱和电流降低和夹断电压偏移；在瞬态特性上，引起栅延迟以及跨导和输出电导的频散。表面陷阱能级和密度的变化也会影响表面陷阱效应。该文还对栅延迟现象进行了分析，并给出了电子浓度分布随时间的变化。     

对称双栅高斯掺杂应变Si金属氧化物半导体场效应管的二维解析模型

基于扩散、阈值调整和离子注入等工艺过程导致器件的沟道区的掺杂分布不均匀,提出对称双栅高斯掺杂应变硅MOSFET器件,并对其相关特性进行研究。通过对沟道二维泊松方程求解建立该器件结构的表面势和阈值电压模型,分析弛豫SiGe层的Ge组分和掺杂偏差σn对表面势和阈值电压的影响。此外,还对比分析高斯掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件和均匀掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件的表面势和阈值电压。研究结果表明:阈值电压随应变Si膜中Ge组分的增加而降低;表面势和阈值电压随偏差σn的增加而减小;高斯掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件和均匀掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件的表面势和阈值电压相差较大,表明非均匀掺杂对器件表面势和阈值电压等影响较大。     

一种围栅金属氧化物半导体场效应管阈值电压模型

针对深亚微米金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)多晶硅耗尽效应加剧问题,提出了一种全耗尽圆柱形围栅MOSFET阈值电压解析模型.通过求解多晶硅耗尽层电势泊松方程,得到多晶硅耗尽层上的压降,用以修正沟道区的通用边界条件.然后利用叠加原理求解沟道二维电势泊松方程,建立了圆柱形围栅MOSFET的表面势和阈值电压解析模型,并利用器件数值仿真软件Sen-taurus对解析模型进行了验证.研究结果表明,衬底掺杂原子浓度越高,或多晶硅掺杂原子浓度越低,多晶硅耗尽层上的压降就越大,阈值电压偏移也越显著.与现有模型相比,该解析模型的精确度提高了34%以上.     

InGaAs肖特基源漏MOSFET的多子带系综蒙特卡洛模拟

采用基于有效质量近似的多子带、多能谷系综蒙特卡洛方法, 考虑纳米尺度MOSFET沟道二维电子气中实际存在的多种散射机制, 模拟 InGaAs肖特基源漏MOSFET。结果显示, 在稳态下, 散射虽然改变了InGaAs肖特基源漏MOSFET沟道中沟道电势、电子浓度和速度的分布, 但对InGaAs肖特基源漏MOSFET的输出特性和转移特性影响较小; 而在施加阶跃漏端电压时, 散射的存在增加了过冲电流的峰值和转换时间, 降低了器件的截止频率。     

短沟道MOS器件阈电压和跨导的温度关系

本文从yau的模型出发,推导出了短沟道硅栅MOSFET的阈电压表达式及阈电压与温度的关系:并考虑短沟道MOSFET的扩散电流。推导出简单的电流—电压关系表达式,求出了跨导;得到了与试验一致的结果。发现,随温度的降低,MOSFET的阈电压的大小上升,阈电压的温度梯度的大小减小,跨导的大小急剧上升。结果表明,MOSFET更适合低温下工作。     

一种新的双栅MOSFET物理模型

本文以单栅MOSFET的物理模型为基础,导出了双栅MOSFET的物理模型,该模型中,不仅考虑了漏压对沟道长度的调制效应,而且也考虑了栅压对沟道中载流子迁移率的影响,由该模型导出的双栅MOSFET的V—I特性与实验结果做了比较,二者符合得很好,并对器件的V—I特性从物理机制上进行了详细讨论。     

基于低电压高线性度的变频混频器设计

采用LC-tank折叠结构设计了一种低电压高线性度的混频器,解决了传统Gilbert混频器中跨导级与开关级堆叠带来的高电压高功耗问题,以及在跨导级的高跨导、高线性与开关级的低噪声间进行折中设计难题.基于TSMC 0.25 μm工艺,Agilent公司的ADS软件对所设计混频器电路进行了仿真.其仿真结果表明：工作电压1.0 V,RF频率2.5 GHz,本振频率2.25 GHz,中频频率250 MHz,转换增益1.080 dB,三阶交调点25.441 dBm,单边带噪声系数4.683 dB,双边带噪声系数8.387 dB,功耗7.088 mW.     

低能量Ar~+背面轰击对晶体管电流放大系数和特征频率的影响

在制造硅ｎｐｎ型高频、超高频小功率晶体管管芯和形成铝电极后，用低能量氩离子束进行背面轰击，能显著增大晶体管的直、交流电流放大系数，提高特征频率和使击穿特性变硬。实验结果表明，上述参数的改善，是轰击后界面态密度减小和基区少数载流子寿命增长的结果，而且与轰击时间及束流密度有关。     

聚焦离子束在精细加工中引起损伤的分析

微分析技术已经成为微电子产业发展的重要技术支撑,FIB(focusedion beam)结合了精细加工技术和微分析技术,具有在亚微米线度上的微细加工和高分辨率成像的能力,成为强有力的TEM(transmission electron microscope)制样工具以及电路修补的有力工具.同时,FIB辐照对样品结构的损伤以及器件性能的影响受到广泛的关注.为使实际FIB的工作更优化,更有针对性,从而确保不同器件在FIB加工后的可靠性,从研究FIB辐射对材料结构的损伤入手,针对两种不同类型的晶体管(常规工艺NMOS晶体管和埋沟工艺PMOS晶体管),进行了FIB辐照下的电学性能对比.较常规工艺的NMOS晶体管,埋沟工艺的PMOS晶体管在跨导和迁移率等参数的变化情况与前者相似,但是在阈值电压变化,辐照损伤修复方面,后者显示出独特的性能.     

非对称Halo的异质栅SOI MOSFET阈值电压解析模型

为了改善MOSFET的短沟道效应和驱动电流，首次提出了非对称Halo掺杂的异质栅SOIMOSFET结构，这种结构在沟道源端一侧注入浓度较高的杂质，再由具有不同功函数的两种材料拼接形成栅极．通过求解二维电势Poisson方程，建立了全耗尽器件表面势和阈值电压的解析模型．研究表明，该结构能有效抑制漏致势垒降低和热载流子效应，且在沟道长度小于100nm条件下，阈值电压表现出明显的反短沟道特征，在Halo和栅材料界面附近的电场峰值使通过沟道的载流子的传输速度显著提高，解析模型与二维数值模拟软件MEDICI所得结果吻合度较高．