硅双栅MOS场效应晶体管的频率和增益特性

本文是通过硅双栅MOS场效应晶体管(简写为DG-MOSFET'S)的等效电路,系统的推导出DG-MOSFET'S的最高工作频率和增益与结构和工艺参数的定量关系式,指出提高频率和增益的具体办法。并充分说明DG-MOSFET'S比硅单栅MOS场效应晶体管(简写为SG-MOSFET'S)的性能更为优越,而应用更加广泛。     

硅双栅MOS场效应晶体管的模型和实验特性

硅双栅MOS场效应晶体管或称MOS场效应四级管(简写为DG—MOSFET′S),是一种超高频、低噪声、增益可控的新型固体电子器件。本文是根据电流连续性原理系统的推证了该器件的物理模型及实验特性。其结果通过电子计算机所计算出的工作曲线与实测都基本与Brown和Barsan等人的一致。故本文认为这是一种比单栅MOS场效应晶体管(简写为SG—MOSFET′S)性能好,应用更加广泛的MOSFET器件。     

双栅MOS场效应晶体管的短沟道效应

一引言早在1965年就由Ditrick,Mitchell和Dawson等人研制出世界上第一批具有实际应用价值的双栅MOS四极管,也称双栅MOS场效应晶体管,它具有频率高、噪声低、增益可控和工作稳定等特点。关于DG—MOSFET′S在我国正处于开发和研制阶段,笔者虽早已做出管芯并已发了有关文章。但对它的特性和应用还有待进一步深入研究,特别是对它的阈电压和击穿电压等随沟道长度的缩短而降低。这种现象和本质,即所谓短沟道效应,要进行深入研讨,以进一步扩大其应用领域。二短沟道效应 DG—MOSFET′S同SG-MOSFET′S一样,为了提高频率和开关特性,除增大g_(ms)/c_(gs)的比值、减小寄生电容c_(ps)等外,最有效的办法就是减小沟道长度L_1和L_2.当L_1和L_2减小到可以同它的源漏耗尽层厚度相比拟时,也会出现所谓短沟道效应(SCE),即阈电压V_(th)和击穿电压BV随L_1和     

双栅场效应晶体管宽带电调放大器

本文介绍一种单级双栅场效应晶体管电调放大器,电调范围为970～1470MHz,3dB调谐带宽<90MHz,噪声系数<2.5dB,增益≥10dB。将它运用到卫星直播电视接收机的第二混频器输入瑞,可提高抑制镜象干扰能力约20dB。     

双层氧化硅(富硅氧化硅和热氧化硅)栅氧化层MOS场效应晶体管的研制

本文报导全部应用常规工艺制造出45埃热氧化硅和200埃富硅氧化硅的双层栅氧化层MOS场效应晶体管。作者首次描述利用常规光刻技术,用BOE腐蚀液刻蚀双层氧化硅层。     

MOS场效应晶体管的速度饱和模型

由于裁流子速度饱和效应,MOS场效应晶体管在大电流范围内的转移特性明显地偏离平方律关系而趋近于线性。本文提出的模型给出了这一现象的数学解,由此导出的电特性与实验结果符合得较好。     

Dog Bone栅型MOS场效应晶体管的等效宽长比计算

Dog Bone栅型MOS场效应晶体管是一种对称性的、防辐射总剂量效应的版图结构。为了计算其等效宽长比,把它划分为常规结构的主MOS晶体管和非常规结构的边缘MOS晶体管2种类型的并联。借助Silvaco TCAD工艺与器件仿真工具构建了它的模型,分析了主MOS晶体管的宽度、长度和边缘MOS晶体管的多晶硅与有源区的交叠宽度对边缘MOS等效宽长比的影响,得到拟合的Dog Bone栅型MOS晶体管等效宽长比的计算公式。采用CSMC 0.5μm DPTMCMOS混合信号工艺制作了样管,对实验测量值和公式计算值进行比较,Dog Bone栅型MOS场效应晶体管的等效宽长比的计算公式与实验能够较好地吻合。     

硅栅N沟道MOS场效应晶体管的研制

引言 采用硅栅N沟道工艺,制造千位以上的快速大容量的MOS贮器,被认为是一个比较好的方案。 N为硅栅N沟MOS器件兼有其它工艺诸如:铝栅P沟道、硅栅P沟道、铝栅N沟道等工艺的优点。这是因为: 第一,N沟道电子迁移率比空穴大三倍多,因而同样几何的N沟道器件的跨导比P沟道大得多,另外硅栅自对准工艺,能减小寄生电容,因而硅栅N沟道器件有较快的速度。 第二,硅栅工艺有铝条,多晶硅和扩散层三层布线,提供了设计的灵活性。可以使得管芯面积大大减少,例如用硅栅工艺设计的千位存贮器的芯片面积祗有用标准铝栅工艺的一半。这对于提高集成度和成品…     

硅栅N沟道MOS场效应晶体管的研制

引言 采用硅栅N沟道工艺,制造千位以上的快速大容量的MOS在贮器,被认为是一个比较好的方案。因为硅棚N沟MOS器件兼有其它工艺诸如:铝栅P沟道、硅栅P沟道、铝栅N沟道等工艺的优点。这是因为: 第一,N沟道电子迁移率比空穴大三倍多,因而同样几何的N沟道器件的跨导比P沟道大得多,另外硅栅自对准工艺,能减小寄生电容,因而硅栅N沟道器件有较快的速度。     

考虑可移动电荷的双栅隧穿场效应晶体管电流模型

为了解决隧穿场效应晶体管(TFET)在强反型区表面势和漏电流精度下降的问题,建立了一种考虑可移动电荷影响的双栅TFET电流模型。首先求解考虑可移动电荷贡献的二维电势泊松方程,推导出表面势、电场的解析表达式;然后利用求得的电场表达式和Kane模型得到载流子的隧穿产生率;最后利用切线近似法计算隧穿产生率在隧穿区域的积分,建立了漏电流的简洁解析模型。利用器件数值仿真软件Sentaurus在不同器件参数下对所建模型进行了验证,仿真结果表明:考虑可移动电荷的影响能够提高强反型区漏电流模型的精度;在相同器件参数条件下,考虑可移动电荷的模型比忽略可移动电荷的模型精度提高了20%以上。     

双MOS晶体管等效电阻

用两个源端接地、漏端接在一起的ＭＯＳ管，使其分别工作于饱和区和非饱和区，可组成等效电阻，即用有源器件实现了电阻的功能。模拟及测试结果表明，当工作电压在１～４Ｖ范围内时，阻值变化在５％以内。双ＭＯＳ管电阻实际上是对单ＭＯＳ管线性区电阻的补充和改进，结构简单，阻值从１ｋΩ到几十ｋΩ且易于调整，采用标准ＣＭＯＳ工艺制作。     

真空栅介质场效应晶体管自热效应模型

针对纳米尺度金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)热传输尺度效应对自热效应影响加剧的问题,提出一种考虑尺度影响的真空栅介质垂直堆叠硅纳米线(SiNWs)环栅场效应晶体管(GAA FET)自热效应模型。首先,分析硅薄膜与SiNWs内声子散射自由程之间的关系,量化用于衡量声子边界散射的SiNW热导率衰减因子;然后,根据国际上现阶段关于纳米硅薄膜热导率的解析模型,推导得到考虑尺度效应影响的SiNW热导率解析模型;最后,结合纳尺度器件热传输的关键路径,建立起考虑尺度影响的GAA SiNWs FET自热效应模型。在TCAD软件中采用所提自热效应模型实现了GAA SiNWs FET自热效应的数值计算。仿真结果表明:低热导率真空栅介质、垂直堆叠多热源与热传输尺度效应将导致真空栅介质GAA SiNWs FET热生成与扩散过程更加复杂,加剧器件自热效应;通过真空栅介质间隙与环绕气体压强之间的折中设计能够最大化栅极热传输能力,达到抑制器件自热效应以改善器件性能及其可靠性的目的;与传统自热效应模型估算的热点温度值相比,所提出的自热效应模型预测的真空栅器件内热点温度提高了30%,表明该自热效应模型能够有...     

玻璃栅非晶硅双极性场效应晶体管研制成功

氢化晶硅场效应晶体管(a—Si:HFET)的双极性特性,虽然早在1975年已经发现,但是直到十年后才引起人们注意.到目前为止,只发现两类a—Si:HFET具有双极性特性.其中一类是栅介质为石英,另一类的栅介质是高温热生长的SiO_2.并且,对这类器件的研究目前主要是在于模拟其输出特性.最近我校物理系颜一凡、何丰如同志研制出a—Si:HBiFET,它的栅介质是玻璃(～130μm),其化学成分见附表.它的源(S)和漏(D)区a—Si:H/Al接触是直接的,即a—Si:H/Al之问的中介层n~+a—Si 已被省掉.因此,它是迄今为止的工艺最     

电解液栅型碳纳米管场效应晶体管的实验研究

由于碳纳米管具有独特的结构和性能,因而一直受到人们的关注.对于包括碳纳米管场效应管在内的分子元件的研究方面尤其令人注目.笔者研究了具有电解液栅的碳纳米管场效应晶体管,研究中所用的碳纳米管是用热灯丝化学气相沉积法(CVD)合成的.衬底材料是平面玻璃,Fe/Ni混合物用作催化剂.对具有Ag电极的多壁碳纳米管晶体管作了优化设计制造,并利用KCl溶液作为栅极.实验结果表明,电解液栅型碳纳米管晶体管(FET)呈现出良好的电流-电压特性曲线.在栅压2 V时,其跨导约为0.5 mA/V.并对获得的研究结果进行了讨论.     

国产MOS场效应晶体管阈值电压不稳定性的初步探讨

本文阐述了引起MOS场效应晶体管阈值电压不稳定性的几种主要因素,介绍国外对p沟MOS晶体管所做的加速试验的结果。对国产MOS晶体管的阈值电压进行了BT试验。同一类型的管子在不同应力下观察到类似的现象。作图表示阈值电压漂移的平均值随应力时间的变化,从而确定漂移机构。     

功率场效应晶体管的低频噪声检测方法

针对目前国内功率VDMOS器件成品率低、可靠性差等问题,采用低频噪声无损检测方法,通过分析功率VDMOS器件低频噪声的产生机理及特性,设计了低频噪声测试的偏置电路并建立了一套低频噪声测试系统。提出了一种基于小波熵的低频噪声检测方法,解决了所测低频噪声容易被测试系统白噪声淹没而造成低频噪声检测准确性低的弊端。通过仿真,验证了小波熵检测方法可以有效检测低频噪声。     

MOS场效应四极管

一 MOS场效应四极管的特性图1是一个在P型Si衬底上制造的Al栅n沟道MOS场效应四极管的截面图。两个n~+扩散区分别作为源、漏接触电极。中间n~-扩散区用来连接两个沟道,相当于一沟道的漏极,二沟道的源极。在一般电路中,源极接地,漏极接电源,信号由一栅输入,二栅作为自动增益控制电极。这样,随漏压V和两个栅压V_(G1)、V_(G2)的不同,MOS场效应管有四种不同的工作状态。如果用“S”和“L”分别表示沟道工作在饱和区及线性区,用“1”和“2”分别表示一沟和二沟道,那么,四种工作状态可表示为     

绝缘体上硅场效应晶体管热导率尺度效应模型

针对硅微纳米薄膜热导率存在严重尺度效应的问题,提出一种等效边界散射自由程近似的全耗尽绝缘体上硅(FD SOI)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)硅薄膜热导率尺度效应模型。探讨硅材料内声子散射机理,量化考虑束缚态与自由态电子影响的声子弛豫时间,推导得到硅材料热导率解析模型;深入研究声子边界散射机制,近似求解衡量尺度效应的衰减因子,获取等效声子边界散射平均自由程;考虑由粗糙度引起的界面效应,利用Matthiessen规则将硅材料内声子散射与声子边界散射等过程进行耦合,建立起适用于纳米FD SOI MOSFET硅薄膜热导率解析模型,并利用Asheghi原始模型与实验测试数据对等效边界散射自由程近似热导率模型进行了验证。模型计算结果表明,硅薄膜内声子边界散射等效平均自由程约为薄膜厚度的2.5倍。声子边界散射在微尺度与纳尺度声子热传输过程中占据主导地位,决定了硅薄膜内声子超快热传输特性。采用等效边界散射自由程近似的热导率模型能够与Asheghi模型及实验测试数据较好地吻合,更加凸显衰减因子的物理意义以及有效地揭示纳米器件有限空间热导率的尺度效应。     

基于环栅纳米线隧穿场效应晶体管的解析模型

对环栅纳米线结构的隧穿场效应晶体管进行建模分析, 给出电流解析模型, 证明隧穿场效应管有良好的亚阈特性。研究发现, 环栅纳米线隧穿场效应管的亚阈值斜率SS的大小与圆柱体硅直径d_nw、环栅氧化层厚度t_ox以及漏电压V_dd的变化规律均成正比, 即圆柱体硅直径d_nw、环栅氧化层厚度t_ox和漏电压V_dd越小, 亚阈区的性能越好。这一模型的研究为场效应晶体管在低功耗电路中的应用打下良好基础。     

石墨烯场效应晶体管的光响应特性研究

采用电子束曝光和剥离工艺制备石墨烯场效应晶体管, 并研究其光电响应特性。结果表明, 当激光光斑(波长为633 nm)照射在金属电极边缘的石墨烯沟道时, 可测得明显的光电流。背栅电压能够有效调制光电响应, 可以改变光电流的大小和方向。在背栅调控下, 光电流出现饱和现象, 石墨烯晶体管的光响应度最大达到46.5 μA /W,可用于构建基于石墨烯的新型光探测器。