检索结果-南通市图书馆

Silvaco TCAD仿真软件在《半导体物理与器件》科研导向型教学中的应用

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

信息记录材料 2020年第10期21卷 92-94页

作者：薛俊俊徐鑫池朱清凡汪金智婷李培丽南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院江苏南京210023 南京邮电大学电子科学与技术国家级实验教学示范中心<南京邮电大学信息电子技术国家级虚拟仿真实验教学中心> 江苏南京210023 南京邮电大学管理学院江苏南京210023

作为微电子、集成电路等专业高年级本科生和研究生的核心专业课程,《半导体物理与器件》相关课程对信息技术产业的作用已经处于无法取代的地位。本文讨论了展示了利用Silvaco TCAD模拟仿真软件在《半导体物理与器件》科研导向型教学中... 详细信息

作为微电子、集成电路等专业高年级本科生和研究生的核心专业课程,《半导体物理与器件》相关课程对信息技术产业的作用已经处于无法取代的地位。本文讨论了展示了利用Silvaco TCAD模拟仿真软件在《半导体物理与器件》科研导向型教学中的重要辅助作用,从四个方面分析了该软件在学生科研能力培养工作的促进作用。对提升人才培养质量和促进学生科研能力进行了新探索。

关键词： Silvaco TCAD 半导体物理与器件科研导向型教学

基于非富勒烯受体的可见光-近红外有机光电探测器模拟研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

半导体光电 2023年第3期44卷 330-335页

作者：陆之南孙久勋电子科技大学物理学院成都610054

高灵敏度的有机光电探测器(OPD)具有从可见光到近红外(NIR)的宽带响应和优异的整体器件性能,在包括高质量生物成像在内的各种应用中起到了非常重要的作用。文章使用Silvaco TCAD模拟了一种活性层由宽带隙聚合物PBDTTT-C-T作为给体以及... 详细信息

高灵敏度的有机光电探测器(OPD)具有从可见光到近红外(NIR)的宽带响应和优异的整体器件性能,在包括高质量生物成像在内的各种应用中起到了非常重要的作用。文章使用Silvaco TCAD模拟了一种活性层由宽带隙聚合物PBDTTT-C-T作为给体以及稠合八烷基小分子FOIC作为受体构成的混合物所制成的宽带有机光电探测器。模拟结果表明,器件的暗电流密度、外量子效益、可探测到的最低光强能力等各项指标达到了很好的水平,与实验数据吻合较好。由此,可认为模拟过程中所使用到的参数具有较好的可信度和使用价值,可以为同类型光电探测器的模拟与研究提供有益借鉴。

关键词： Silvaco TCAD 有机光电探测器非富勒烯受体暗电流密度外量子效率

一种具有高击穿电压和低导通电阻的新型鳍状栅极LDMOS

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

电子器件 2022年第1期45卷 7-12页

作者：蒋志林王旭锋于平平姜岩峰江南大学电子工程系物联网技术应用教育部工程研究中心江苏无锡214122

设计了一种具有新型鳍状栅极结构的LDMOS功率开关器件(FG-LDMOS),该器件在导电沟道处纵向刻蚀一组浅沟槽,再经热氧化后填充作为场板的多晶硅。鳍状栅极结构在不改变器件尺寸情况下,增大了沟道的有效宽度,增强了场板效应。通过silvaco T... 详细信息

设计了一种具有新型鳍状栅极结构的LDMOS功率开关器件(FG-LDMOS),该器件在导电沟道处纵向刻蚀一组浅沟槽,再经热氧化后填充作为场板的多晶硅。鳍状栅极结构在不改变器件尺寸情况下,增大了沟道的有效宽度,增强了场板效应。通过Silvaco TCAD仿真验证,结果表明FG-LDMOS较传统LDMOS具有更好的电学特性,如击穿电压提高了25%达到100 V,比导通电阻R_(on.sp)降低了25%至2.68 mΩ/cm^(2),品质因数FOM提高了94.5%到3.58 MW/cm^(2)。此外该FG-LDMOS拥有优异的高频开关特性,其栅漏电容C_(GD)降到了0.46×10^(-16) F/μm,跨导gm升至0.26 mS。

关键词：鳍状栅极击穿电压比导通电阻 Silvaco TCAD

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

窄禁带半导体薄膜光阴极的性能模拟研究

窄禁带半导体薄膜光阴极的性能模拟研究

作者：孟笑岩长春理工大学

学位级别：硕士

近年来,迅速发展的新能源、自旋电子、空间探测技术等促进了光电阴极的性能发展,以Ga As为代表的NEA光电阴极无法满足在短红外波段的探测需求,因此有必要对新的光电阴极材料展开研究,提升对夜天光资源的利用率。窄禁带半导体材料具有电... 详细信息

近年来,迅速发展的新能源、自旋电子、空间探测技术等促进了光电阴极的性能发展,以Ga As为代表的NEA光电阴极无法满足在短红外波段的探测需求,因此有必要对新的光电阴极材料展开研究,提升对夜天光资源的利用率。窄禁带半导体材料具有电子有效质量小,电子迁移率高,载流子寿命长等特性,是优良的红外光电信息功能材料。而夜天光辐射的波段范围由短红外波段到部分可见光均有分布,其峰值和主要辐射能主要存在于短波红外波段、近红外波段,其中另有少部分分布在中红外波段,在微光夜视技术上有着潜在的应用价值,可提升光电阴极的光谱响应宽度和夜天光资源的匹配率,从而达到提高微光夜视传感器灵敏度、拓宽视距的作用。本文使用Silvaco TCAD软件对透射式NEA-Ga As光电阴极进行了仿真建模。利用量子效应原理和薛定谔方程求解了光电阴极光电子透过界面势垒的概率P,与实验结果对比验证符合程度较好。之后设计了P-Ga Sb/P-Ga As和P-In As/In As P/P-In P/Ag四层结构两种单异质结短波红外阈场助式光电阴极,并对其特性进行了模拟研究。两种光电阴极分别在偏压达到8V和10V时异质结导带势垒得到消除;结构优化后的P-Ga Sb/P-Ga As光阴极光电发射性能量子效率在5%以上,短波红外波段达到了10%以上,峰值达到了13%。P-In As/In As P/P-In P/Ag光阴极光谱响应范围延伸至3400nm,量子产额最高达到了1.3%,提高了对短红外波段的夜天光资源的利用率。

关键词：窄禁带半导体光电阴极 Silvaco TCAD GaSb InAs

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于钙钛矿/钙钛矿太阳能电池器件仿真

基于钙钛矿/钙钛矿太阳能电池器件仿真

作者：胡颖西安电子科技大学

学位级别：硕士

与单结太阳能电池相比,叠层太阳能电池具有更广的光谱吸收范围,非常有望突破S-Q理论极限,因此吸引了诸多科研工作者的关注,从而开发出了种类繁多的钙钛矿叠层太阳能电池。其中,钙钛矿/钙钛矿叠层太阳能电池具有成本更低、效率更高的优势... 详细信息

与单结太阳能电池相比,叠层太阳能电池具有更广的光谱吸收范围,非常有望突破S-Q理论极限,因此吸引了诸多科研工作者的关注,从而开发出了种类繁多的钙钛矿叠层太阳能电池。其中,钙钛矿/钙钛矿叠层太阳能电池具有成本更低、效率更高的优势,其理论极限效率更是达到了42%。基于上述原因,本文主要针对钙钛矿/钙钛矿叠层太阳能电池进行研究探索,首先优化了单结MASnPbI太阳能电池的器件性能,并在此基础上,进一步对全无机钙钛矿(Cs Pb I、Cs Pb IBr、Cs Pb IBr)/MASnPbI叠层太阳能电池进行了仿真优化。主要内容如下:(一)研究了单结MASnPbI钙钛矿太阳能电池器件,优化了其结构与性能。通过对比器件在不同MASnPbI吸收层厚度的外部量子效率、净载流子产生率和电子空穴准费米能级,探索了吸收层厚度与器件性能之间的物理机理,并得到最优吸收层厚度是200 nm。此外,由于载流子传输层主要用于电子和空穴的提取与输运,因此探究载流子传输层的厚度和掺杂浓度与器件性能之间的关系也至关重要。研究发现,适当提高传输层的厚度,可以提升器件的内建电场,从而更有效的提取自由载流子,但是,过厚的载流子传输层反而会造成器件性能的下降。除此之外,适当提高载流子传输层的掺杂浓度可以显著提升器件的导电性,从而得到更高的填充因子和能量转换效率。最终,在优化了吸收层厚度及载流子传输层的厚度和掺杂浓度之后,单结MASnPbI钙钛矿太阳能电池的短路电流达到30.38 m A/cm,同时获得了高达18.74%的能量转换效率。(二)研究了钙钛矿/钙钛矿叠层太阳能电池的器件性能,该叠层电池以全无机钙钛矿(Cs Pb I、Cs Pb IBr、Cs Pb IBr)为顶电池吸收层,以窄带隙钙钛矿MASnPbI为底电池吸收层。本部分分别研究了四端结构和两端结构的钙钛矿/钙钛矿叠层太阳能电池。在四端Cs Pb IBr/MASnPbI叠层电池中,首先对子电池吸收层厚度进行了优化,结果表明顶电池和底电池的最优钙钛矿层厚度分别为350 nm和210 nm;然后优化了子电池的载流子传输层厚度,降低载流子传输层的寄生吸收,从而提高器件性能。之后进一步在叠层电池顶部引入了Li F抗反射层,有效的提升了四端叠层电池的光子吸收率。最后优化了载流子传输层的掺杂浓度,并最终得到了效率为30.45%的四端全钙钛矿Cs Pb IBr/MASnPbI叠层太阳能电池。然后,在四端叠层电池的基础上,进一步研究了两端全钙钛矿叠层电池,在这里,仍然以窄带隙钙钛矿MASnPbI作为底电池吸收层,但是分别以不同卤素组分的全无机钙钛矿(Cs Pb I、Cs Pb IBr、Cs Pb IBr)作为顶电池吸收层,采取优化光电场分布及寄生吸收和子电池电流匹配等方式,最终得到了能量转换效率高达27.86%的两端Cs Pb IBr/MASnPbI叠层太阳能电池。

关键词：钙钛矿/钙钛矿叠层太阳能电池漂移扩散理论 Silvaco TCAD 电流匹配

空间GaAs太阳电池的辐照损伤效应及其仿真

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

空间GaAs太阳电池的辐照损伤效应及其仿真

作者：王博浩哈尔滨师范大学

学位级别：硕士

本文利用AM0光谱辐照下的GaAs/Ge单结太阳电池和GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的电学参数为依据,使用Silvaco TCAD构建二者的物理模型,探究更改工作区厚度、掺杂浓度对太阳电池性能参数的影响机理。并对GaAs/Ge单结太阳电池进行电子地面等... 详细信息

本文利用AM0光谱辐照下的GaAs/Ge单结太阳电池和GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的电学参数为依据,使用Silvaco TCAD构建二者的物理模型,探究更改工作区厚度、掺杂浓度对太阳电池性能参数的影响机理。并对GaAs/Ge单结太阳电池进行电子地面等效辐照实验,探究1 Me V和2 Me V电子辐照下太阳电池电学性能退化规律。以辐照实验数据为基础使用Silvaco TCAD再现辐照后的太阳电池状态,确定电子辐照后少数载流子扩散长度损伤系数和多数载流子去除率,揭示GaAs/Ge单结太阳电池的内部损伤机理。首先,分析GaAs/Ge单结太阳电池的结构参数对电学性能的影响机理,发射区厚度增加致使对其对光谱的利用增大,使短路电流增大,但当发射区厚度过大时,会影响基区对光谱的利用,短路电流减小。开路电压随短路电流的减小而降低。基区厚度的增大导致短路电流先增大后不变。开路电压不受基区厚度的影响。最大功率同样随着短路电流的变化。工作区掺杂浓度的增大,都会使少数载流子的散射能力增强,致使少数载流子扩散长度缩短,短路电流减小。但掺杂浓度的增大会使太阳电池内建电场增大,即开路电压增大。最大功率同样随短路电流的变化。其次,GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池进行结构参数影响机理研究结果表明,短路电流随GaInP顶电池发射区厚度先增大再减小,但随基区厚度的增大持续减小。GaInP顶电池为三结太阳电池的限流原因。工作区厚度的增加导致开路电压增大。最大功率随短路电流的变化。短路电流随GaAs电池工作区厚度的增大而减小,开路电压些许增大。但当GaAs电池的发射区和基区厚度增加后,GaAs电池限制整体电流。GaInP顶电池工作区掺杂浓度变化时,对电学参数几乎无影响。短路电流随GaAs电池工作区掺杂浓度的增大而减小,但开路电压有些许增大。最大功率随短路电流的变化。当掺杂浓度增大时,GaAs电池受载流子散射影响更大,成为三结太阳电池的限流原因。最后,GaAs/Ge太阳电池辐照效应研究表明,当GaAs/Ge太阳电池受到1 Me V和2Me V电子辐照后,整个吸收波段都有衰降,随着注量的增大,衰降越严重。短路电流的退化幅度大于开路电压。并且2 Me V电子辐照后的外量子效率与电学参数的衰降高于1 Me V电子。GaAs/Ge太阳电池辐照损伤机理研究结果表明,利用Silvaco TCAD对1Me V和2 Me V电子辐照后的太阳电池进行物理建模。受同一能量电子辐照,电子注量越大,少子寿命越短,即少子扩散长度越短。在同样电子注量下,电子能量越大,少子扩散长度缩短越明显。利用仿真所得的少子扩散长度进行拟合计算得到1Me V电子辐照后发射区和基区少子扩散长度损伤系数分别为1.72×10和2.76×10;2Me V电子辐照后发射区和基区少子扩散长度损伤系数分别为3.61×10和5.63×10。电子能量越大,少子扩散长度损伤系数越大,太阳电池损伤越严重。少子扩散长度的衰减是太阳电池短路电流减小的主要原因。受同一能量电子辐照,电子注量越大,多子浓度越小,即开路电压越小。在同样电子注量下,电子能量越大,多子浓度减小越明显。利用Silvaco TCAD仿真所得多子浓度进行拟合计算得到1 Me V与2 Me V电子辐照后基区多子浓度去除率分别为221.2 cm和240.1 cm。多数载流子去除效应是影响开路电压退化的主要原因。

关键词： GaAs太阳电池 Silvaco TCAD 电学性能辐照损伤

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

垂直超宽禁带肖特基二极管的仿真优化研究

垂直超宽禁带肖特基二极管的仿真优化研究

作者：盛雨南京邮电大学

学位级别：硕士

氧化镓(GaO)作为一种新型半导体材料,因为自身的超宽带隙(4.9e V-5.3e V),高巴利加优值等特点,成为当前的研究热点。在氧化镓材料的不同晶相中,α-GaO是一种亚稳定相,相对于稳定态β相,具有更高的带隙宽度,巴利加优值和击穿场强,同时因... 详细信息

氧化镓(GaO)作为一种新型半导体材料,因为自身的超宽带隙(4.9e V-5.3e V),高巴利加优值等特点,成为当前的研究热点。在氧化镓材料的不同晶相中,α-GaO是一种亚稳定相,相对于稳定态β相,具有更高的带隙宽度,巴利加优值和击穿场强,同时因其与蓝宝石相似的晶型,在功率半导体的性能提升和更高工艺集成度方面具有很大优势。在半导体功率器件中,肖特基势垒二极管(SBD)的应用非常广泛。α-GaO自身的优异性能对提升SBD的耐压性能、开关速度等方面具有很大潜力,因而受到了广泛关注。本文采用Silvaco TCAD仿真软件建立不同结构的SBD模型,并对模型进行分析和研究。关于本文中采用的α-GaO材料,通过反复地查找有关文献资料,确立材料的模型参数,并与有关实验报道相比对,进而确立本次研究的器件物理和结构模型。本文建立了氧化镓SBD的二维模型。在确立了器件的基本电学结构之后,对其主要结构参数进行了初步优化。在此基础上,研究了二氧化硅埋层对于器件耐压特性的影响。通过观察器件的电场分布和反向I-V特性发现,一层二氧化硅的添加可以有效缓解电场尖峰效应,并提升器件耐压性能。经过埋层参数的优化,器件耐压性能可以达到4600V。继续添加第二层二氧化硅埋层,器件的耐压性能会略有提升,但其位置和厚度对耐压性能的影响较小。在单层二氧化硅插入层的基础之上,在阳极肖特基接触位置中添加p型的氧化镍(Ni O),使其与n型GaO构成异质结型势垒器件,以进一步提升耐压性能。通过研究p型氧化镍的掺杂浓度、厚度,漂移区厚度以及鳍式结构对正向特性与反向特性的影响,优化的异质结结构SBD器件的耐压可以达到4800V。

关键词： α-Ga2O3 肖特基势垒二极管耐压特性 SiO2 异质结 Silvaco TCAD

PIN、MSM结构的碲锌镉辐射探测器性能比较及碲锌镉的漏电流研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

PIN、MSM结构的碲锌镉辐射探测器性能比较及碲锌镉的漏电流研究

作者：冯成杰上海大学

学位级别：硕士

碲锌镉(CZT)材料因其优异的光电性能被广泛应用于核辐射探测领域,持续受到众多科研工作者的关注。针对传统的CZT晶体表面钝化工艺往往并不能完全去除表面处理工艺引入的非化学计量比低阻薄层带来的负面影响的问题,采用tcad软件仿真建立... 详细信息

碲锌镉(CZT)材料因其优异的光电性能被广泛应用于核辐射探测领域,持续受到众多科研工作者的关注。针对传统的CZT晶体表面钝化工艺往往并不能完全去除表面处理工艺引入的非化学计量比低阻薄层带来的负面影响的问题,采用tcad软件仿真建立了相关模型,探寻除钝化工艺外的其他可以抑制表面漏电流的方法;此外,针对现有的表面漏电流测试方法繁复,不能满足日常实验中对表面漏电流快捷表征的需求,提出了一种根据电极尺寸及电流变化特点来获取CZT晶体的表面漏电流及电阻率参数的较为简单的表征方法;针对CZT辐射探测电极接触特性对器件性能影响问题,设计了MSM(欧姆)、MSM(肖特基)以及PIN三种具有不同接触特性的器件结构,采用tcad软件仿真建模,对这三种结构CZT探测器进行详细的分析,总结不同电极接触特性对器件性能的影响。论文取得如下主要研究结果:(1)采用Silvaco TCAD建立了具有表面低阻p型层的MSM结构CZT二维模型,仿真实验提示较大的电极覆盖率可以使表面电流的路径以高表面电阻的(110)面为主而非低阻的(111)面,从而可以有效降低表面漏电流;通过耗尽表面层的方式增大表面电阻,也可以达到降低器件表面漏电流的目的。因此在实际平板结构CZT器件制备过程中,应以(111)面作为阴阳电极制备面,(110)面作为侧面。(2)提出了一种在CZT阴阳极面上先后制备两个不同尺寸的电极并测量得到其伏安特性曲线来较为精准地估算CZT表面漏电流、体漏电流和体电阻率的方法。经与传统的保护环电极法得到的结果相对比,证实该方法是切实可行的。(3)采用Silvaco TCAD建立了MSM(欧姆)、MSM(肖特基)以及PIN结构的CZT探测器模型,并仿真了它们在X射线下的光电流增益,以及在γ射线下的瞬态电流脉冲信号。仿真结果显示MSM(欧姆)光电导结构CZT器件的工作偏压非常大,极化现象最弱,可应用于高通量环境,但暗电流较大;MSM(肖特基)结构器件暗电流极小,但极化现象强,工作偏压有限,仅对低能γ射线(<100 ke V)有较好的能量分辨率,可由电阻率相对较低的n型CZT晶体制备以降低成本;而PIN结构器件中,由于N、P区中电场强度为0,严重影响了电荷的有效收集,使得电流脉冲高度远小于相同条件下的前两种器件构型。对于MSM结构CZT而言,电极势垒的引入可以有效减小暗电流,但同时也将导致器件的工作偏压减小,极化效应增强以及内电场均匀性被破坏。(4)采用在CZT晶体上制备电极及之后的热处理工艺,通过控制电极材料在晶体内的扩散分布,制备得到MSM(欧姆)、MSM(肖特基)结构CZT器件,并将In-CZT-Au结构经过热扩散处理后的样品近似看做为PIN器件。通过测量分析三者的伏安特性曲线及在Am下的多通道能量分布谱,发现MSM(肖特基)结构器件在低偏压下可以获得较高的能量分辨率,但由于工作偏压十分有限,随着外偏压增大至一定程度,受到空间电荷限制电流的影响,暗电流剧烈增加,分辨率逐渐恶化;PIN结构CZT器件在低偏压下具有相对较差的能量分辨率,但随着外偏压的增大,其分辨率得到逐渐改善,这得益于它的双整流结构,使其拥有大于肖特基结构的工作偏压范围;而MSM(欧姆)光电导结构具有较大的噪声。

关键词： CdZnTe Silvaco TCAD 表面漏电流 MSM PIN 能量分辨率

Reveal the large open-circuit voltage deficit of all-inorganic CsPbIBr_(2) perovskite solar cells

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

Chinese Physics B 2022年第3期31卷 66-75页

作者：胡颖王家平赵鹏林珍华张思玉苏杰张苗张进成常晶晶郝跃 State Key Discipline Laboratory of Wide Band Gap Semiconductor Technology School of MicroelectronicsXidian UniversityXi'an 710071China Advanced Interdisciplinary Research Center for Flexible Electronics Xidian UniversityXi'an 710071China

Due to excellent thermal stability and optoelectronic properties, all-inorganic perovskite is one of the promising candidates to solve the thermal decomposition problem of conventional organic–inorganic hybrid perovskite solar cells(PSCs),but the larger voltage loss(V_(loss)) cannot be ignored, especially CsPbIBr_(2), which limits the improvement of efficiency. To reduce V_(loss), one promising solution is the modification of the energy level alignment between the perovskite layer and adjacent charge transport layer(CTL), which can facilitate charge extraction and reduce carrier recombination rate at the perovskite/CTL interface. Therefore, the key issues of minimum V_(loss) and high efficiency of CsPbIBr_(2)-based PSCs were studied in terms of the perovskite layer thickness, the effects of band offset of the CTL/perovskite layer, the doping concentration of the CTL, and the electrode work function in this study based on device simulations. The open-circuit voltage(V_(oc)) is increased from 1.37 V to 1.52 V by replacing SnO_(2) with ZnO as the electron transport layer(ETL) due to more matching conduction band with the CsPbIBr;layer.

关键词： all-inorganic perovskites CsPbIBr_(2)solar cells device simulation voltage loss Silvaco TCAD