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超薄栅介质MOSFET直接隧穿电流自洽解模型

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固体电子学研究与进展 2007年第4期27卷 545-549页

作者：许胜国徐静平季峰陈卫兵李艳萍华中科技大学电子科学与技术系武汉430074

采用自洽解方法求解一维薛定谔方程和二维泊松方程,得到电子的量子化能级和相应的浓度分布,利用MWKB方法计算电子隧穿几率,从而得到不同栅偏置下超薄栅介质MOSFET的直接隧穿电流模型。一维模拟结果与实验数据十分吻合,表明了模型的准确... 详细信息

采用自洽解方法求解一维薛定谔方程和二维泊松方程,得到电子的量子化能级和相应的浓度分布,利用MWKB方法计算电子隧穿几率,从而得到不同栅偏置下超薄栅介质MOSFET的直接隧穿电流模型。一维模拟结果与实验数据十分吻合,表明了模型的准确性和实用性。二维模拟结果表明,低栅压下,沟道边缘隧穿电流远大于沟道中心隧穿电流,沟道各处的隧穿电流均大于一维模拟结果;高栅压下,隧穿电流在沟道的分布趋于一致,且逼近一维模拟结果。

关键词：隧穿电流自洽解金属-氧化物-半导体场效应晶体管超薄栅介质

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磁场引起弱耦合超晶格中隧穿电流的增加

Journal of Semiconductors 2007年第4期28卷 549-552页

作者：王志路孙宝权唐山师范学院初等教育学院唐山063000 中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室北京100083

在n-型掺杂弱耦合GaAs/AlAs超晶格中,沿着垂直于超晶格平面方向加一个静态磁场,研究电子的隧穿过程.随着磁场的增加,相邻量子阱基态间的隧穿电流增加.这是由于磁场导致电子的隧穿机制发生了变化,即由低磁场下电子的非共振隧穿或跳跃电... 详细信息

在n-型掺杂弱耦合GaAs/AlAs超晶格中,沿着垂直于超晶格平面方向加一个静态磁场,研究电子的隧穿过程.随着磁场的增加,相邻量子阱基态间的隧穿电流增加.这是由于磁场导致电子的隧穿机制发生了变化,即由低磁场下电子的非共振隧穿或跳跃电导向高磁场下电子的共振隧穿的转变.

关键词： GaAs/AlAs超晶格磁场下纵向输运隧穿电流

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Si_3N_4栅MOS器件的隧穿电流模拟

微电子学 2002年第6期32卷 428-430页

作者：陈震向采兰清华大学微电子学研究所北京100084

　随着MOS器件尺寸按比例缩小到亚100nm时代,栅绝缘层直接隧穿(DirectTunnel-ing,DT)电流逐渐增大。使用Si3N4材料作为栅介质,利用其介电常数高于SiO2的特性,可以在一定时期内有效地解决隧穿电流的问题。文章在二维器件模拟软件PISCES-I... 详细信息

　随着MOS器件尺寸按比例缩小到亚100nm时代,栅绝缘层直接隧穿(DirectTunnel-ing,DT)电流逐渐增大。使用Si3N4材料作为栅介质,利用其介电常数高于SiO2的特性,可以在一定时期内有效地解决隧穿电流的问题。文章在二维器件模拟软件PISCES-II中首次添加了模拟高k材料MOS晶体管的器件模型,并对SiO2和Si3N4栅MOS晶体管的器件特性进行了模拟比较。

关键词：器件模拟 MOS器件隧穿电流氮化硅

研究单原子分子表面扩散运动的时域隧穿电流谱方法

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物理 2005年第10期34卷 714-717页

作者：王克东张春雷明徳肖旭东香港科技大学物理系

以单个Cu原子在Si(111)(7×7)层错半单元(FHUC)内的随机扩散运动研究为例,演示了一种新的可以测量快速扩散运动的扫描隧道显微镜方法──时域隧穿电流谱方法.运用这种方法可定量地检测纳米局域区间内单原子分子的表面扩散运动,跳跃频率... 详细信息

以单个Cu原子在Si(111)(7×7)层错半单元(FHUC)内的随机扩散运动研究为例,演示了一种新的可以测量快速扩散运动的扫描隧道显微镜方法──时域隧穿电流谱方法.运用这种方法可定量地检测纳米局域区间内单原子分子的表面扩散运动,跳跃频率的测量范围达到1—104Hz,比过去已有的用扫描隧道显微镜研究表面扩散的方法提高三个量级.这种方法将会使人们在原子尺度下对快速扩散运动比如氢原子的量子扩散运动获得更进一步的理解.

关键词：半导体表面表面热力学扩散扫描隧道显微镜扩散运动隧穿电流分子表面谱方法单原子时域

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势垒可调的氧化镓肖特基二极管

物理学报 2022年第3期71卷 292-298页

作者：汪海波万丽娟樊敏杨金鲁世斌张忠祥合肥师范学院电子信息与电气工程系合肥230601 电子信息系统仿真与设计安徽省重点实验室合肥230601

氧化镓作为新一代宽禁带材料,其器件具有优越的性能.本文仿真研究了n^(+)高浓度外延薄层对氧化镓肖特基二极管的势垒调控.模拟结果显示,当n型氧化镓外延厚度为5 nm、掺杂浓度为2.6×10^(18)cm^(–3)时,肖特基二极管纵向电流密度高达496.... 详细信息

氧化镓作为新一代宽禁带材料,其器件具有优越的性能.本文仿真研究了n^(+)高浓度外延薄层对氧化镓肖特基二极管的势垒调控.模拟结果显示,当n型氧化镓外延厚度为5 nm、掺杂浓度为2.6×10^(18)cm^(–3)时,肖特基二极管纵向电流密度高达496.88 A/cm^(2)、反向击穿电压为182.30 V、导通电阻为0.27 mΩ·cm^(2),品质因子可达123.09 MW/cm^(2).进一步研究发现肖特基二极管的性能与n^(+)外延层厚度和浓度有关,其电流密度随n^(+)外延层的厚度和浓度的增大而增大.分析表明,n^(+)外延层对势垒的调控在于镜像力、串联电阻及隧穿效应综合影响,其中镜像力和串联电阻对势垒的降低作用较小,而高电场下隧穿效应变得十分显著,使得热发射电流增大的同时,隧穿电流得到大幅度提升,从而进一步提升了氧化镓肖特基二极管的性能.

关键词：氧化镓肖特基二极管有效势垒隧穿电流

GaN基发光二极管电流输运与电致发光特性的研究

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GaN基发光二极管电流输运与电致发光特性的研究

作者：江蓉南京大学

学位级别：硕士

Ⅲ族氮化物,包括InN,GaN,AlN以及它们的合金。因为它们具有直接带隙结构,而且其带隙宽度从0.7eV到6.2eV连续可调,很适合用以制造固态发光和照明器件,其光电方面的广阔应用前景受到人们的广泛关注。到现在为止,Ⅲ族氮化物在发光领域取得... 详细信息

Ⅲ族氮化物,包括InN,GaN,AlN以及它们的合金。因为它们具有直接带隙结构,而且其带隙宽度从0.7eV到6.2eV连续可调,很适合用以制造固态发光和照明器件,其光电方面的广阔应用前景受到人们的广泛关注。到现在为止,Ⅲ族氮化物在发光领域取得了极大的成功,蓝光发光二极管（LED）已经实现商业化,但是其他波长的LED器件,特别是绿光LED器件和深紫外LED器件的发展还相对不成熟,不论是器件工艺还是物理机制都有待更深入的研究。当前在普通照明领域,GaN基LED效率是阻碍其快速发展的瓶颈,而LED器件的外量子效率随着电流的增大而降低,即众所周知的效率弱化现象,是发展大功率LED芯片的一个重要障碍。为了降低在单位面积上每流明的芯片成本,GaN基LED必须要工作在较高的电流密度下,因此它的效率弱化问题必须解决。绿光LED多量子阱层的In组分很高,会形成很强的极化场和局域化效应,这使得绿光LED的效率弱化机制比蓝光LED更为复杂。本文首先研究了Ⅲ族氮化物绿光发光二极管在温度由300K升高到480K的效率弱化效应随温度的变化关系。并与相同结构的蓝光和紫光LED进行了对比。通过对器件在升温过程中的伏安特性、发光强度和光谱形状的分析,我们得到,随着温度的升高,InGaN量子阱区的去局域化效应是造成绿光和蓝光LED的变温效率弱化效应差异的主要因素,也是影响器件效率弱化效应的重要因素之一。 AlGaN的深紫外LED的研究在近些年来受到了众多科学家的重视,但是尽管它们具有很值得期待的应用前景,其研究仍处于早期阶段,器件的很多物理机制还不清楚。本文对发光峰位为290nm的A1GaN深紫外发光二极管（LED）从300K到480K的电流-电压（I-V）特性和电致发光（EL）特性进行了测量和表征。然后,重点讨论了其中的反向漏电流机制、自热效应对器件发光的影响和器件的效率弱化效应的机制。首先我们结合文献中提出的缺陷是深紫外LED反向漏电的主要通道,提出了一个解释深紫外LED反向漏电流机制的唯象模型,并通过器件的I-V特性曲线得到了很好的证明。其次,我们通过分析器件正向I-V特性和发光光谱中的次生峰,得出p型A1GaN材料中的空穴离化能很高,深紫外LED量子阱区中空穴的供应不足,从而使电子很容易泄露到p型区。而观察到的器件的变温发光特性,包括器件在300K附近时随着温度的升高的效率增加以及器件的效率弱化效应,都是温度的升高对器件的发光产生两个影响：非辐射复合中心的增加和空穴离化的增加来解释共同作用的结果。最后我们还通过比较直流和不同占空比脉冲电流时器件的光谱,发现自热效应在小电流时对于提高器件的发光效率是有利的,但是在大电流下会加剧器件的效率随着电流增大的弱化效应。因此,在实际应用中讨论深紫外LED在直流大电流注入时的工作模式时,既要考虑由电子泄露造成的效率弱化,还要考虑自热效应的热作用造成的效率弱化。

关键词：发光二极管 Ⅲ族氮化物半导体效率弱化载流子局域效应深紫外发光二极管隧穿电流空间电荷限制电流 Poole-Frenkel效应电子泄露自热效应

电声子相互作用对量子点分子中单电子隧穿的影响

同方学位论文库评论

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物理学报 2005年第7期54卷 3346-3350页

作者：吴卓杰朱卡的袁晓忠郑杭上海交通大学物理系上海200240

研究了双量子点系统中的电子隧穿动力学过程,在考虑电子与声子相互作用的情况下用基于正则变换的微扰方法解析地得到了电子动态隧穿电流的表达式.并且详细分析电子与声子耦合引起的退相干问题,在此基础上指出了可能的退耦机理.

关键词：电声子相互作用单电子隧穿分子动力学过程双量子点声子耦合隧穿电流微扰方法正则变换退相干表达式

超薄栅氧化层n-MOSFET软击穿后的导电机制

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物理学报 2005年第8期54卷 3884-3888页

作者：王彦刚许铭真谭长华段小蓉北京大学微电子学研究所北京100871

研究了恒压应力下超薄栅氧化层n型金属-氧化物-半导体场效应晶体管(n-MOSFET)软击穿后的导电机制.发现在一定的栅电压Vg范围内,软击穿后的栅电流Ig符合Fowler-Nordheim隧穿公式,但室温下隧穿势垒b的平均值仅为0·936eV,远小于Si/SiO2... 详细信息

研究了恒压应力下超薄栅氧化层n型金属-氧化物-半导体场效应晶体管(n-MOSFET)软击穿后的导电机制.发现在一定的栅电压Vg范围内,软击穿后的栅电流Ig符合Fowler-Nordheim隧穿公式,但室温下隧穿势垒b的平均值仅为0·936eV,远小于Si/SiO2界面的势垒高度3·15eV.研究表明,软击穿后,处于Si/SiO2界面量子化能级上的电子不隧穿到氧化层的导带,而是隧穿到氧化层内的缺陷带上.b与缺陷带能级和电子所处的量子能级相关;高温下,激发态电子对隧穿电流贡献的增大导致b逐渐降低.

关键词：超薄栅氧化层 n-MOSFET 导电机制软击穿 Si/SiO2 半导体场效应晶体管势垒高度量子能级隧穿电流氧化物压应力栅电流平均值量子化电子对激发态界面缺陷

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发光二极管的反偏电容和电导特性研究

光电子．激光 2014年第4期25卷 648-652页

作者：程星福刘显明陈伟民赖伟雷小华重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

发光二极管(LED)在反向偏压工作状态下的电学特性在一定程度上反映PN结中载流子的传输特性。本文对反偏状态下LED的电容电导特性进行了研究,通过在直流偏置上叠加交流小信号,得到了LED反偏电容和电导随频率变化的关系。实验结果表明,随... 详细信息

发光二极管(LED)在反向偏压工作状态下的电学特性在一定程度上反映PN结中载流子的传输特性。本文对反偏状态下LED的电容电导特性进行了研究,通过在直流偏置上叠加交流小信号,得到了LED反偏电容和电导随频率变化的关系。实验结果表明,随着频率的增加,LED反偏电容减小,反偏电导增加。不同I-V特性的LED具有明显不同的反偏电容电导特性。分析认为,PN结的隧穿电流和表面漏电流是引起以上现象的主因;反偏电容和电导特性可作为对LED评价的重要参数指标,实现产品质量筛选。

关键词：发光二极管(I ED) 反偏电容反偏电导隧穿电流