半导体器件模拟软件ISE—TCAD

本文的研究目的是对半导体模拟软件ISE—TCAD进行详细介绍,旨在介绍软件的模拟方法,并利用仿真软件ISE—TCAD对其在室温下的正向伏安特性与反向伏安特性进行了模拟仿真,并取得了有价值的数据．．从模拟图的结果可知室温（303K）且偏压较低时,电流随着电压呈指数关系增长。W／SiC肖特基势垒二极管的开启电压约为0．2V;偏压较高时,电流增加缓慢,串联电阻效应明显。模拟值表明反向电流数值比正向数值小几个数量级,     

Au/n-ZnO/p-SiC紫外探测器的研制和特性分析

采用宽禁带半导体n-ZnO和金属Au作肖特基接触,n-ZnO和同为宽禁带半导体p-SiC形成异质结,Ti,Ni,Ag合金作背底形成欧姆接触,研制出Au/n-ZnO/p-SiC结构的紫外探测器.测试分析了该器件的光谱响应特性,响应范围为200～400nm,在室温和一定反偏压下,响应峰值为313nm,半宽为65nm.同时测试分析了该器件的I-V特性,室温下,反向工作电压大于5V,反向击穿电压为70V.实验表明,此结构紫外探测器具有良好的紫外响应特性以及较低的反向漏电流和结电容.     

基于共面波导传输线的铁电薄膜可调带通滤波器

铁电薄膜的介电常数强烈地依赖于所施加电场强度的大小。基于这一原理,提出一种新颖的基于共面波导传输线结构的铁电薄膜可调带通滤波器。滤波器的输入输出采用抽头线的方式分别与谐振器相接,外加电压通过滤波器的输入输出端口直接施加到谐振器处的铁电薄膜上,用以改变铁电薄膜的介电常数,从而改变谐振器的谐振频率,实现带通滤波器通带频率的移动。这种新型结构的铁电薄膜可调带通滤波器具有结构紧凑、尺寸小及施加外加偏压容易等优点。仿真结果表明:铁电薄膜的介电常数在外加偏压下从250减小到200时,带通滤波器的传输特性曲线的形状基本保持不变,通带的中心频率从9.95GHz增加到10.04GHz,其3dB带宽保持在0.13GHz,反射损耗始终小于-20dB。     

高温、高压LDMOS导通电阻的特性

本文提出了高温、高压LDMOS的等效电路,讨论了LDMOS泄漏电流及其本征参数在高温下随温度变化的规律.根据分析,漏pn结的反向泄漏电流决定了LDMOS的高温极限温度,导通电阻与温度的关系为Ron∝((T)/(T1))y(y=1.5～2.5).     

High sensitivity, fast speed and self-powered ultraviolet photodetectors based on ZnO micro/nanowire networks

Ultraviolet(UV) photodetectors(PDs) based on ZnO micro/nanowire(MNW) networks with Pt contacts have been fabricated on glass substrates. The PDs exhibited a high photosensitivity(5 103) for 365 nm UV light with a fast recovery time(0.2 s) at a reverse bias voltage of 2 V. The light induced modulation of Schottky barrier and MNW–MNW junction barrier was employed to account for the results. It was also observed that the PD had a high on–off ratio of 800 without external bias. The photovoltaic effect was proposed to explain the self-powered phenomenon.     

雪崩光电二极管数控偏压源的设计

为保证雪崩光电二极管(APD)在温度变化的情况下始终处于最佳工作状态,人们研究了多种偏压控制方案。针对传统的偏压控制存在的缺陷,文章从APD的倍增机理出发,分析了温度对雪崩增益的影响,得到偏压与温度的特性曲线。基于偏压的虚警控制原理,利用单片机便于数据处理和存储的特点,设计了一个自动跟踪雪崩管击穿电压的数控偏压电路。该电路能在温度大幅度变化的情况下保证APD正常工作,适合于高频连续信号检测的光电系统。     

雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电测量与分析

介绍了冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电的机理与过程,构建了油纸绝缘气隙模型,设计了冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电的测量系统,采用ORIGIN数值分析软件进行局部放电脉冲的分析与处理,并分析了冲击电压下局部放电主脉冲及波尾多次脉冲的波形特征,探讨了雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电起始电压和平均放电重复率等参数性质.试验结果表明:油纸绝缘气隙模型在雷电冲击电压下的局部放电脉冲分为波头时间的主放电脉冲和波尾时间的多次低幅值脉冲,冲击电压的等效频率很高,在测量信号中存在一个幅值很高的由容性电流引起的电压信号叠加在局部放电信号之上,要进行滤波处理;冲击电压波形的随机性与局部放电信号的随机性导致冲击电压下的局部放电信号分散性很大,需要采用统计的方法进行分析.这些试验结论为油纸绝缘类电力设备绝缘状态评估奠定了基础.     

半导体PN结温度特性实验

讨论了不同温度下PN结的正向压降和伏安特性的测量方法,设计了利用TH-J型PN结正向压降温度特性测试仪研究PN结正向压降及伏安特性曲线随温度变化的实验,定性分析了PN结正向压降及伏安特性随温度变化的规律;利用Excel进行曲线拟合测定了正向压降随温度变化的灵敏度、玻尔兹曼常数以及PN结的反向饱和电流,从而定量描述了PN结的伏安特性,取得了较为准确的实验结果。     

检测电缆附件局部放电内置传感器的特性分析

针对高压交联聚乙烯(cross-linked polyethylen,XLPE)电缆的结构及其附件内部易出现绝缘缺陷而导致放电的特点,基于电容耦合原理研制出用于电缆附件局部放电(partialdischarge,PD)信号检测的宽频带电容型内置传感器,通过建立传感器特性分析的电路模型,全面分析了影响传感器性能的各个因素,对其响应的频率特性进行了实测,并在实验室110 kV XLPE电缆PD试验平台上对电缆接头内部沿固体复合介质表面产生的放电进行试验研究。测试结果表明:研制的内置电容型传感器频率响应特性优异,能传感纳秒级暂态脉冲信号,其有效频带达500 MHz,可以用于XLPE电缆及附件PD超高频(Ultra-high frequency,UHF)信号的检测。     

磁控溅射沉积TiN薄膜工艺优化

磁控溅射TiN薄膜的力学和腐蚀性能与薄膜的结构密切相关,而其结构又取决于薄膜的制备工艺.采用正交实验方法对影响TiN薄膜结构和性能的重要参数如电流、负偏压、氮流量和基体温度等进行优化,以期获得更优的制备工艺条件.实验结果显示,其对TiN薄膜纳米硬度影响由大到小的次序为：基体温度＞负偏压＞电流＞氮流量;对膜/基结合力的影响由大到小的顺序为：基体温度＞氮流量＞电流＞负偏压.综合考虑TiN薄膜的纳米硬度和膜/基结合力,获得的最优方案为：基体温度300℃,电流0.2A,负偏压-85 V,标准状态下氮流量4 mL/min.     

变压器典型油纸绝缘局部放电特性

根据对变压器油纸绝缘内部常见缺陷的分析,制作了5种油纸绝缘缺陷放电模型,并在不同温度和电压下进行老化实验,用以模拟变压器中的实际缺陷.研究了不同类型放电的发展过程,分析了温度和电压对油纸绝缘局部放电的影响.对应于不同类型的放电和同一放电模型的不同放电阶段,放电的灰度图谱都存在较大差异,因此,可以通过灰度图谱来区分不同的放电类型和放电阶段.所得结果为进一步研究变压器局部放电模式识别和绝缘老化特征提供了实验依据.     

模拟掺杂和偏压对超晶格纵向输运的影响

结合宏观和微观模型,超晶格的纵向输运模型可以表达为以时间丁为独立变量的微分方程组．运用MATLAB软件进行模拟计算和优化,深入研究掺杂浓度和外加偏压的变化,对GaAs／AlAs掺杂弱耦合超晶格自维持振荡频率和振幅的影响．结果表明,电流振荡频率随偏置电压的增加而单调减小,振幅相对偏置电压也有大体上单调的变化．随着掺杂浓度的增加,振荡频率有非单调的变化,而振幅则单调地逐渐减小．电流振荡频率随偏置电压的变化趋势与已有的实验数据基本一致,其他模拟计算结果还有待进一步实验的验证．     

Reverse leakage current in AlGaN-based ultraviolet light-emitting diodes

The reverse leakage characteristics of AlGaNbased ultraviolet light-emitting diodes fabricated on sapphire substrate are studied by temperature-variable current–voltage(I–V)measurement from 300 to 450 K.At low-reverse bias range(0–0.5 V),the reverse leakage current exhibits tunneling characteristics.Meanwhile,under a more negative reverse bias range([0.5 V),the log(I)–log(V)plots exhibit close-to-linear dependency,which is in good agreement with the transport mechanism of space-charge limited current.A phenomenological leakage current model focusing on electron transmission primarily through continuous defect band formed by linear defects like dislocations is suggested to explain the reverse current–voltage characteristics.     

采用微线结构传感器的高压电机定子绝缘监测系统的研究

局部放电在线检测技术是高压旋转电机定子绕组绝缘监测的有效方法。介绍了一套对大型汽轮发电机和高压异步电动机进行在线局放检测的系统 ,该系统采用一种基于微线理论的新型放电传感器 (简称 MSL S)获取局放信号。详细地研究了该传感器的特性 ,并在实验的基础上研究了该系统的抗干扰能力 ,结果表明该系统有更好的抗干扰性能。同时 ,对放电量的标定问题进行了讨论 ,指出检测系统的输出信号受检测电路的频率特性、局放信号本身的频谱和从放电点到传感器的传递函数诸因素的影响。对于电机这一类绕组型的绝缘结构 ,视在放电量的标定是与放电点的定位密切相关的。     

PS湿敏二极管特性研究

研制了Ｎ型和Ｐ型二种衬底材料构成的ＰＳ湿敏二极管,在不同湿度下,分别测试其Ｉ－Ｖ特性．结果表明,在一定电压下,无论Ｎ型衬底,还是Ｐ型衬底,其ＰＳ二极管的反向电流都随相对湿度的升高而增大,其正向特性却基本保持恒定,即在一定电压下,其正向电流不随湿度发生明显变化．通过与ＰＳ的电容、电阻的湿敏特性进行比较,发现电流的湿敏特性具有较好的稳定性和重复性．并根据这种二极管的结构和电流输运过程,对其湿敏机理及特性进行了分析     

高压反偏硅PN结的漏电流对研磨损伤层的影响

本文通过对硅整流管反偏直流产生电流温度关系、伏安特性和对应的深能级瞬态谱(DLTS)的研究,揭示了均为硬转折特性的试样漏电流有较大差异的根源是:表面研磨损伤层引入了新的深中心,使PN结的漏电流增加了一个隧道电流分量;并分析了导电机理.根据理论分析,修正了反偏PN结漏电流理论.     

纳米MOSFET栅氧化层中吸引型陷阱的参数提取方法

通过实验在室温下同时测量纳米MOSFET器件样品漏源电流和栅电流的低频噪声, 发现一些样品器件中漏源电流不存在明显的RTS噪声, 而栅电流存在显著的RTS噪声, 而且该栅电流RTS噪声俘获时间随栅压增大而增大, 发射时间随栅压增大而减小的特点, 复合陷阱为库伦吸引型陷阱的特点. 根据栅电流RTS噪声的时常数随栅压及漏压的变化关系, 提取了吸引型氧化层陷阱的深度、在沟道中的横向位置和陷阱能级等信息.     

VDMOS器件总剂量辐照阈值电压影响因素分析

介绍了利用γ射线在不同偏置电压和不同辐照温度条件下,对不同导电沟道功率VDMOS器件进行总剂量辐照实验,从而分析研究这两种情况下器件总剂量辐照阈值电压的漂移情况.根据实验数据结合VDMOS器件物理特性分析得出：偏置电压相同时,导电沟道不同其阈值电压的漂移不同,而低温辐照则使得阈值电压漂移更加严重.     

Charge carrier photogeneration in conjugated polymer PhPPV/R6G composite system

Photoconducting organic materials including conju-gated polymers[1―3], organic molecules[4,5], stacked disco- stic liquid crystals[6,7] and self-assembling organic semi-conductors[8,9] have attracted intense interests due to their extraordinary performances. Their charge carrier photo-generation mechanism has been one of the most important subjects of large amounts of publications in view of possi-ble applications in electronic devices such as photovoltaic cells[10―19]. The charge carrier ph…     

利用AFM在不同加工参数下实现纳米加工

利用扫描探针显微镜(SPM)进行电场诱导氧化加工的方法可应用于半导体微型器件和纳米电子器件的加工制作，文中研究了原子力显微镜(AFM)电场诱导氧化理论以及一些加工参数(偏置电压和加工速度)对加工结构尺寸的影响，并提出了阈值电压的概念，通过实验得出了偏压越大，加工线尺寸越大的结论，并指出随着加工速度的增大，加工线宽和线高都减小，且加工线高度和加工速度近似呈负对数关系，实验是在H钝化的Si表面上进行的。