与时间有关的介质膜击穿的测量及分析

用MIS电容器作为测试结构,用自制的自动测量仪对与时间有关的介质膜击穿(TDDB)进行了大量测量,证实了不同介质,不同面积的结构在不同的电场加速下,其TDDB的失效均服从对数正态分布。观察了所加电压极性对TDDB的影响。从电场加速试验结果求得电场加速因子(A_(EF)中的常数γ=6.2 MV/cm。从不同面积结构的测试结果验证了累积失效率F和面积A与缺陷密度D的乘积AD之间的关系。最后说明了如何从测试结构在电场应力加速下的结果求得实际器件在额定电压下的TDDB失效率。     

与时间有关的介质膜击穿的测量及分析

用MIS电容器作为测试结构,用自制的自动测量仪对与时间有关的介质膜击穿(TDDB)进行了大量测量,证实了不同介质,不同面积的结构在不同的电场加速下,其TDDB的失效均服从对数正态分布。观察了所加电压极性对TDDB的影响。从电场加速试验结果求得电场加速因子(A_(EF))中的常数γ=6.2MV/cm。从不同面积结构的测试结果验证了累积失效率F和面积A与缺陷密度D的乘积AD之间的关系。最后说明了如何从测试结构在电场应力加速下的结果求得实际器件在额定电压下的TDDB失效率。     

低应力Si_3N_4介质膜的制备工艺优化

低应力Si3N4介质膜对于制作微结构传感器是非常重要的。本文通过采用正交试验设计,优化出Si3N4介质膜制备的低应力工艺参数,并给出了Si3N4薄膜应力的测试方法和测试结果。     

相同放电面积不同边界介质阻挡放电

利用对介质阻挡放电装置,在放电电极上覆盖上相同面积不同边界的绝缘介质,观察它的放电的特性,对其放电模式及放电产生的等离子体重要参数电子激发温度进行了记录与计算.实验结果表明:由于放电具有相同的面积,导致间隙间的电容值相同,所以导致击穿电压、放电的模式、放电产生等离子体中的电子激发温度基本相同.     

脉冲电压下介质膜的击穿寿命

该文测量了电应力作用下栅介质膜中陷阱电荷积累、以及在撤除应力后陷阱电荷减少的规律，在此基础上提出了解释脉冲应力下栅介质膜击穿寿命的模型。并对样品在直流电压与脉冲电压下的击穿寿命进行测量比较，发现随着脉冲频率的增加，栅介质膜击穿寿命增加，实验结果与模型预期的相符     

双层多晶FLOTOX E2PROM的阈值电压退化特性

基于FLOTOX E^2PROM结构,分析了影响FLOTOX E^2PROM可靠性的主要因素,包括可编程窗口退化、电荷保持特性退化及与时间有关的隧道氧化层击穿(TDDB)等,发现FLOTOX的可靠性与隧穿氧化层的质量密切相关．实验表明,擦／写电压应力周期、脉;中电压应力大小及脉冲宽度的变化都会影响FLOTOX E^2PROM阈值电压的变化,分析认为隧穿氧化层中产生的缺陷(陷阱电荷)是引起FLOTOX E^2PROM阈值电压退化的主要原因,隧道氧化层中的陷阱电荷通过影响注入电场使阈值电压增加或减少．     

从n型硅到RTN超薄SiO_2膜的电流传输特性

用卤素钨灯作辐射热源 ,对超薄 (1 0nm )SiO2 膜进行快速热氮化 (RTN) ,制备了SiOxNy 超薄栅介质膜 ,并制作了Al/n Si/SiOxNy/Al结构电容样品 .研究了不同样品中n型Si到快速热氮化超薄SiO2 膜的电流传输特性及其随氮化时间的变化 .结果表明 :低场时的漏电流很小 ;进入隧穿电场时 ,I E曲线遵循Fowler Nordheim (F N)规律 ;在更高的电场时 ,主要出现两种情形 ,其一是I E曲线一直遵循F N规律直至介质膜发生击穿 ,其二是I E曲线下移 ,偏离F N关系 ,直至介质膜发生击穿 .研究表明 ,I E曲线随氮化时间增加而上移 .文中对这些实验结果进行了解释     

脉冲电压下介质膜的击寿命

该文测量了电应力作用下栅介质膜中陷阱电荷积累、以及在撤除应力后陷阱电荷减少的规律,在此基础上提出了解释脉冲应力下栅介质膜击穿寿命的模型。并对样品的直流电压与脉冲电压下的击筹命进行测量比较,发现随着脉冲频率的增加,栅介质膜击寿命增加,实验结果与模型预期的相符。     

真空灭弧室冲击电压作用下的击穿统计特性

实验研究了高压真空灭弧室在冲击电压作用下的击穿统计特性，结果表明，击穿电压的统计分布满足Ｗｅｉｂｕｌ统计分布律．引入击穿弱点的概念，定义了一个特征参量Ｘ（Ｘ＝Ｖ２／ｄ）来描述外加电场应力的作用，从微观角度对该统计性质较深入地做了分析．测量了５０％击穿电压Ｖ５０随电极开距ｄ的变化，运用最小二乘法得出Ｖ５０∝ｄ１／２，说明此时灭弧室中的击穿过程主要是由微粒作用引发的．     

磁控溅射生长AlN钝化层的研究

测得AlN和Si3N4介质钝化后的AlGaN/GaN异质结的高频C-V（电容-电压）曲线,由此计算钝化层与AlGaN势垒层界面电荷面密度,发现AlN钝化层与势垒层界面的电荷面密度较Si3N4更大,同时AlN钝化层薄膜含有的可移动离子数目更多.根据I-V（电流-电压）曲线讨论了用磁控溅射技术生长的AlN钝化薄膜质量,发现AlN薄膜绝缘性不够好,可能是在室温磁控溅射生长过程中从靶材溅射出的Al原子未能与N2充分反应,导致沉积的AlN薄膜不够致密,含有的电子隧穿通道多.因此可改善反应条件以提高AlN薄膜质量.     

共面型介质阻挡放电的击穿特性

利用拉普拉斯方程求出共面型介质阻挡放电单元电势分布的解析解,结合汤生放电理论,研究了共面型放电单元的结构参数对其击穿特性的影响.结果表明,介质表面的二次电子发射系数、沿面电极间隙、电极长度、介质层等因素对共面型介质阻挡放电的击穿电压和击穿路径的位置都有一定影响.合理选择共面型介质阻挡放电的结构参数,可以获得较低的击穿电压和所需的放电模式.     

高介、低损耗Ba(Ti,Zr)O_3基电容器陶瓷的研究

采用正交设计实验法研究了配方对Ba(Ti,Zr)O3(BTZ)基电容器陶瓷介电性能的影响 ,得到了影响BTZ基陶瓷介电性能的主次因素 ,各因素水平影响其性能的趋势 对介电常数而言 ,主次影响因素的顺序为Nb2 O5、BaZrO3/BaTiO3、ZnO、CeO2 ;对介质损耗而言 ,主次影响因素的顺序为Nb2 O5、ZnO、CeO2 、BaZrO3/BaTiO3 同时得到了介电常数最大的配方和介质损耗最小的配方 通过正交设计实验得到了综合性能最佳的BTZ基陶瓷 ,它具有高介 (ε)≥1 32 0 0低损耗 (tanδ) <60× 1 0 - 4 和高耐压 (大于 5MV/m) 探讨了各组分对BTZ基陶瓷介电性能影响机理 ,为研制高介、低损耗、高耐压电容器陶瓷提供依据     

SF6／N2混合气体的放电特性

为了探讨SF6／N2混合气体代替纯SF6气体作为气体绝缘开关装置（GLS）绝缘介质的可行性,阐述了SF6／N2混合气体放电的基本参数,给出了Wieland插值的适用条件,并对SF6／N2混合气体在不同混合比、电压波形及电压下的放电特性进行了试验研究。研究结果表明：SF6／N2的电晕稳化作用比纯SF6中的要强,当气压较高时,混合气体在高频率快速暂态过电压作用下的击穿电压比低频率作用下的要低,而且均匀场中混合气体的击穿电压与气压基本呈线性关系。所以,在不改变现有GIS结构及尺寸的情况下,可增加混合气体的压强来保证GIS的绝缘强度。     

SF_6/N_2混合气体的放电特性

为了探讨SF6 /N2 混合气体代替纯SF6 气体作为气体绝缘开关装置 (GIS)绝缘介质的可行性 ,阐述了SF6 /N2 混合气体放电的基本参数 ,给出了Wieland插值的适用条件 ,并对SF6 /N2 混合气体在不同混合比、电压波形及气压下的放电特性进行了试验研究 .研究结果表明 :SF6 /N2 的电晕稳化作用比纯SF6 中的要强 ,当气压较高时 ,混合气体在高频率快速暂态过电压作用下的击穿电压比低频率作用下的要低 ,而且均匀场中混合气体的击穿电压与气压基本呈线性关线 .所以 ,在不改变现有GIS结构及尺寸的情况下 ,可增加混合气体的压强来保证GIS的绝缘强度 .     

Ta_2O_5对掺杂的TiO_2压敏陶瓷电性能的影响

基于典型的陶瓷工艺制备试样,通过对样品的压敏特性、电容频谱特性的测定及势垒高度φb的计算,研究了Ta2O5对掺杂(Ba,Bi,Si,Ta)的TiO2压敏陶瓷的压敏特性及电容特性的影响。结果表明,随着Ta2O5的摩尔分数的增加,样品的压敏电压、非线性系数和视在介电常数呈现一定的变化规律,掺入摩尔分数为0.1%的Ta2O5样品显示出最低的压敏电压和最高的视在介电常数,并从理论上进行了分析。综合考虑材料的各种电性能参数,尤其是压敏电压低压化的需求,Ta2O5掺杂摩尔分数在0.1%左右为宜。     

110kV电容式电压互感器上节电容的介质损耗因数实验研究

介质损耗因数tanδ的大小反映绝缘介质的绝缘状况.电容式电压互感器tanδ的测量对保证其安全运行有着重要的意义.本文模拟不同的外界污染环境,并在每种污染环境下,选择不同的实验电压,采用正、反两种接线方法对110kV电容式电压互感器上节电容器的tanδ值进行实测.结果发现:正接线时,tanδ随着电压的升高而降低;反接线时,tanδ随着实验电压的升高,基本保持不变.对此进行了理论分析,提出了提高tanδ现场测量精度的测量方法和在现场测试过程中的注意事项.     

电压型变频调速系统滤波电容介质损耗因数的监测

根据介质损耗因数对电容器进行故障诊断时需要准确提取同频率电压和电流信号的相位信息,而对于电压型变频调速系统而言,由于整流器及逆变电路会使直流侧滤波电容器外加电压、电流波形发生畸变,导致相位信息提取难度加大。为此,本文在同步采集滤波电容端电压和电流的基础上,使用加海明窗插值FFT算法计算电压、电流给定频率分量的相位,进而得出介质损耗因数。仿真分析及实验结果表明,所提出的监测方法具有较高的精确度以及较强的抗干扰能力。     

介质阻挡放电中气流对放电特性的影响

研究了介质阻挡放电中放电特性随气体流量的变化.结果表明,击穿电压、放电的空间分布、电流波形等均随气体流量的改变而改变.击穿电压在静态气体中最高,随气体流量的增加呈现复杂行为;放电的空间分布在气体流量增加过程中由类四边形斑图转变为均匀的类辉光放电,最后出现局部的条纹斑图;而此过程中电流的脉冲数则先减小后增加.实验发现,存在一个适当的气体流量,使得击穿电压出现最低值,放电区呈现均匀的类辉光放电.