浅谈三代半导体材料的应用现状及前景展望

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作者 廖师师 谢邱虹 蒋琦 《中国集成电路》 2025年第1期34-39,共6页

硅(Si)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)分别作为第一代、第二代、第三代半导体典型材料之一,在各自的应用领域都发挥着重要作用,成为现代科技支柱的一部分。本文分别从材料物理特性、器件结构及工艺制造、未来挑战三个方面对Si、GaAs、GaN... 硅(Si)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)分别作为第一代、第二代、第三代半导体典型材料之一,在各自的应用领域都发挥着重要作用,成为现代科技支柱的一部分。本文分别从材料物理特性、器件结构及工艺制造、未来挑战三个方面对Si、GaAs、GaN三种半导体材料进行了对比分析,说明了三种半导体材料在各自的应用领域都有着重要的应用前景,但同时也面临新的挑战。 展开更多

关键词 SI GAAS GAN 半导体 器件结构 工艺制造

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结构特性对超高层建筑施工过程竖向变形的影响分析 被引量：5

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作者 张旭乔 肖绪文 +1 位作者 田伟 林冰 《施工技术》 CAS 2019年第14期66-71,共6页

以青岛海天中心T2塔楼项目为例,对其进行施工过程模拟分析,研究结构自身特性对超高层建筑施工过程竖向位移的影响。研究结果表明,含钢量直接影响结构竖向刚度及质量,对竖向位移影响较大;混凝土收缩徐变所引起的竖向位移在施工期总体位... 以青岛海天中心T2塔楼项目为例,对其进行施工过程模拟分析,研究结构自身特性对超高层建筑施工过程竖向位移的影响。研究结果表明,含钢量直接影响结构竖向刚度及质量,对竖向位移影响较大;混凝土收缩徐变所引起的竖向位移在施工期总体位移中占比大,必须考虑;伸臂桁架对提高结构外框柱与核心筒的竖向整体性影响较小。 展开更多

关键词 高层建筑 结构特性 竖向变形 施工过程 数值模拟

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六维加速度传感器的结构模型及虚拟仪器设计 被引量：6

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作者 尤晶晶 田苏辉 +2 位作者 周为 王进 殷子臻 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期47-51,共5页

针对传统六维加速度传感器输出信号失真的问题,设计了一种可预紧的、12条支链的并联式六维加速度传感器模型。通过在外壳上增设副板、预紧螺钉、锁紧板,实现了所有支链的预紧和防松功能;虚拟试验结果显示,预紧后,支链的轴向力均为正压力... 针对传统六维加速度传感器输出信号失真的问题,设计了一种可预紧的、12条支链的并联式六维加速度传感器模型。通过在外壳上增设副板、预紧螺钉、锁紧板,实现了所有支链的预紧和防松功能;虚拟试验结果显示,预紧后,支链的轴向力均为正压力,表明该方案是有效的。从解耦特点出发,确定弹性铰链的材料为65 Mn,最小直径为1.5mm;经计算,工作时受到的最大应力为388.31 MPa,最大变形量为0.009mm。最后,设计了虚拟仪器,包括数据采集和数据处理两大模块,为传感器的后续试验提供了软件支撑。 展开更多

关键词 结构模型 预紧装置 信号仿真 数字滤波 平滑处理

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深亚微米槽栅NMOSFET结构参数对其抗热载流子特性的影响 被引量：1

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作者 任红霞 郝跃 许冬岗 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期160-163,共4页

基于流体动力学能量输运模型和幸运热载流子模型 ,用二维器件仿真软件Medici对深亚微米槽栅NMOSFET的结构参数 ,如沟道长度、槽栅凹槽拐角角度、漏源结深等 ,对器件抗热载流子特性的影响进行了模拟分析 ,并与常规平面器件的相应特性进... 基于流体动力学能量输运模型和幸运热载流子模型 ,用二维器件仿真软件Medici对深亚微米槽栅NMOSFET的结构参数 ,如沟道长度、槽栅凹槽拐角角度、漏源结深等 ,对器件抗热载流子特性的影响进行了模拟分析 ,并与常规平面器件的相应特性进行了比较 .结果表明即使在深亚微米范围 ,槽栅器件也能很好地抑制热载流子效应 ,且其抗热载流子特性受凹槽拐角和沟道长度的影响较显著 。 展开更多

关键词 槽栅NMOSFET 热载流子效应 结构参数 场效应晶体管

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半导体器件模拟中的一种三角网格生成方法 被引量：2

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作者 夏君 吴金 +2 位作者 杨廉峰 刘其贵 魏同立 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2000年第4期371-377,共7页

通过对半导体器件模拟中网格划分原理的分析 ,提出了一种基于标准单元结构的有限元三角网格生成方法 ,进行了面向对象的结构分析和编程实现 ,并成功地集成于半导体器件模拟软件 SMDS系统之中。结果表明 ,这种网格生成方法是行之有效的。

关键词 三角网格 半导体器件模拟 面向对象

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槽栅PMOSFET沟道杂质浓度对其特性影响 被引量：1

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作者 任红霞 郝跃 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期8-12,56,共6页

利用二维器件仿真软件MEDICI,基于动力学能量输运模型对沟道掺杂浓度不同的深亚微米槽栅PMOSFET的特性进行了研究 ,并与相应平面器件的特性进行了对比 .研究发现 ,随着沟道掺杂浓度的提高 ,与平面器件相同 ,槽栅器件的阈值电压提高 ,漏... 利用二维器件仿真软件MEDICI,基于动力学能量输运模型对沟道掺杂浓度不同的深亚微米槽栅PMOSFET的特性进行了研究 ,并与相应平面器件的特性进行了对比 .研究发现 ,随着沟道掺杂浓度的提高 ,与平面器件相同 ,槽栅器件的阈值电压提高 ,漏极驱动能力降低 ,抗热载流子效应增强 ;但与平面器件相比 ,槽栅器件的阈值电压受沟道杂质浓度影响较小 ,漏极驱动能力随沟道杂质浓度提高的退化则较平面器件严重 ,抗热载流子能力的增强较平面器件大得多 .因此在基本不影响其他特性的条件下 。 展开更多

关键词 槽栅PMOSFET 沟道杂质浓度 阈值电压 热载流子效应

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半导体器件纵向结构模拟工具

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作者 郑海东 叶润涛 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1995年第4期35-38,共4页

介绍了半导体器件纵向结构准三维模拟方法，包括版图信息提取，二维工艺模拟等功能。该模拟器可以根据版图信息和工艺参数自动显示器件上任意切线位置处断面图，稍加修改即可用于对Ｓｉ压力传感器等部分压电器件进行工艺模拟。

关键词 工艺模拟 半导体器件 纵向结构 结构 模拟

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MOSFET中热载流子效应的计算、实验和模拟

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作者 郑国祥 罗永坚 +3 位作者 杨文清 周思远 蒋蓁 宗祥福 《固体电子学研究与进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期182-191,共10页

亚微米 MOSFET的热载流子效应会引起器件的失效 ,文中分析了热载流子效应引起器件失效的机理和物理模型 ,对该效应的内部电场、衬底电流、阈值电压和跨导作了计算 ;使用知名的集成电路器件模拟软件 ATL AS模拟了该效应 ;并对实际 MOSFE... 亚微米 MOSFET的热载流子效应会引起器件的失效 ,文中分析了热载流子效应引起器件失效的机理和物理模型 ,对该效应的内部电场、衬底电流、阈值电压和跨导作了计算 ;使用知名的集成电路器件模拟软件 ATL AS模拟了该效应 ;并对实际 MOSFET作了 I- V特性曲线和跨导变化量随偏压时间变化的实验测试。理论分析、实验结果与模拟结果都符合得很好。为改善MOSFET热载流子效应而提出的 GOL D结构也获得很好的模拟结果。 展开更多

关键词 金属氧化物半导体晶体管 器件失效 器件模拟 热载流子效应 GOLD结构 场效应晶体管

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光电双向负阻晶体管的数值模拟与实验研究

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作者 莫太山 张世林 +3 位作者 郭维廉 梁惠来 毛陆虹 郑云光 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1260-1263,共4页

光电双向负阻晶体管 (PBNRT)是一种新型S型光电负阻器件 .本文对它的光电负阻特性进行了数值模拟和实验研究 ,给出了器件等效电路 .PBNRT在光电混合工作模式下具有光控电流开关效应 ,可通过光照和控制电压两种控制方式改变器件的S型负... 光电双向负阻晶体管 (PBNRT)是一种新型S型光电负阻器件 .本文对它的光电负阻特性进行了数值模拟和实验研究 ,给出了器件等效电路 .PBNRT在光电混合工作模式下具有光控电流开关效应 ,可通过光照和控制电压两种控制方式改变器件的S型负阻特性 .模拟和实验结果均表明 :光照强度增大 ,维持电压基本保持不变 ,转折电压减小 ,负阻电压摆幅减小 ;而增大控制电压 ,维持电压和转折电压均增大 ,输出负阻特性曲线右移 .上述特点使得PBNRT可望在光电开关、光控振荡和光电探测等方面有很好的应用前景 . 展开更多

关键词 光电双向负阻晶体管 S型光电负阻 光控电流开关 数值模拟

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绝缘层材料及结构对薄膜晶体管性能的影响 被引量：5

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作者 李欣予 王若铮 +1 位作者 吴胜利 李尊朝 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期344-351,共8页

基于半导体仿真软件Silvaco TCAD对薄膜晶体管(TFT)进行器件仿真,并结合实验验证,重点分析不同绝缘层材料及结构对TFT器件性能的影响。仿真及实验所用薄膜晶体管为底栅电极结构,沟道层采用非晶IGZO材料,绝缘层采用SiN_x和HfO_2多种不同... 基于半导体仿真软件Silvaco TCAD对薄膜晶体管(TFT)进行器件仿真,并结合实验验证,重点分析不同绝缘层材料及结构对TFT器件性能的影响。仿真及实验所用薄膜晶体管为底栅电极结构,沟道层采用非晶IGZO材料,绝缘层采用SiN_x和HfO_2多种不同组合的叠层结构。仿真及实验结果表明:含有高k材料的栅绝缘层叠层结构较单一SiN_x绝缘层结构的TFT性能更优;对SiN_x/HfO_2/SiN_x栅绝缘层叠层结构TFT,HfO_2取40nm较为合适;对含有高k材料的3层和5层绝缘层叠层结构TFT,各叠层厚度相同的对称结构TFT性能最优。本文通过仿真获得了TFT性能较优的器件结构参数,对实际制备TFT器件具有指导作用。 展开更多

关键词 半导体器件仿真 薄膜晶体管 绝缘层 氮化硅 二氧化铪 叠层结构

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一种新型VDMOS器件结构的设计与实现 被引量：2

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作者 董子旭 王万礼 +2 位作者 赵晓丽 张馨予 刘晓芳 《太赫兹科学与电子信息学报》 2022年第4期402-406,共5页

垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管(VDMOS)器件是一种以多子为载流子的器件,具有开关速度快、开关损耗小、输入阻抗高、工作频率高以及热稳定性好等特点。提出一款60 V平面栅VDMOS器件的设计与制造方法,开发出一种新结构方案,通... 垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管(VDMOS)器件是一种以多子为载流子的器件,具有开关速度快、开关损耗小、输入阻抗高、工作频率高以及热稳定性好等特点。提出一款60 V平面栅VDMOS器件的设计与制造方法,开发出一种新结构方案,通过减少一层终端层版图的光刻,将终端结构与有源区结构结合在一张光刻版上,并在终端工艺中设计了一种改善终端耐压的钝化结构,通过使用聚酰亚胺光刻胶(PI)钝化工艺代替传统的氮化硅钝化层。测试结果表明产品满足设计要求,以期为其他规格的芯片设计提供一种新的设计思路。 展开更多

关键词 功率器件 垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管(VDMOS) 终端结构 击穿电压 钝化工艺

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GaN垂直结构器件结终端设计

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作者 徐嘉悦 王茂俊 +3 位作者 魏进 解冰 郝一龙 沈波 《电子与封装》 2023年第1期40-51,共12页

得益于优异的材料性能,基于宽禁带半导体氮化镓(GaN)的功率电子器件得到广泛关注。与横向的高电子迁移率晶体管(HEMT)结构相比,垂直结构的GaN功率器件更易于实现高耐压和大电流,且其不被表面陷阱态影响,性能较为稳定,有望进一步拓展在... 得益于优异的材料性能,基于宽禁带半导体氮化镓(GaN)的功率电子器件得到广泛关注。与横向的高电子迁移率晶体管(HEMT)结构相比,垂直结构的GaN功率器件更易于实现高耐压和大电流,且其不被表面陷阱态影响,性能较为稳定,有望进一步拓展在中高压领域的应用。在垂直器件中,一个重要的设计是利用结终端来扩展器件内部电场的分布,减轻或消除结边缘的电场集聚效应,防止功率器件的过早击穿。结合GaN垂直结构肖特基二极管(SBD)以及PN结二极管(PND),回顾了常用的结终端设计方法和工艺技术,对各自的优缺点进行了总结。此外,GaN的材料性能与传统硅(Si)以及碳化硅(SiC)材料存在较大差异,讨论了其对结终端设计和制备的影响。 展开更多

关键词 宽禁带半导体 氮化镓 垂直结构器件 二极管 结终端

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基于垂面串套的三维纬编针织结构设计与工艺 被引量：2

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作者 郑小号 张新斌 +1 位作者 朱三童 吴济宏 《针织工业》 北大核心 2022年第7期13-15,共3页

针织功能面料实现保暖的方式之一就是从结构上增加面料层数,空气层类面料就是通过向中间衬入纱线来增加保暖。为有效改善这类织物的防抽拔及抗钩丝性能,使处于中间层的填充纱线在织物垂面串套,从而实现真正意义上的三维针织物,设计一种... 针织功能面料实现保暖的方式之一就是从结构上增加面料层数,空气层类面料就是通过向中间衬入纱线来增加保暖。为有效改善这类织物的防抽拔及抗钩丝性能,使处于中间层的填充纱线在织物垂面串套,从而实现真正意义上的三维针织物,设计一种垂面串套的三维纬编针织结构,并对所设计结构进行计算机模拟,在大圆机上完成编织工艺。结果表明,模拟清晰表达了垂面串套三维针织结构,编织工艺原理设计为织物的成形提供了实现的可行性,依此实现了该新型结构织物的编织。 展开更多

关键词 针织面料 垂面串套 结构模拟 工艺设计 三维针织物

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基于ADAMS的铁路桥梁有砟道床力学特性研究

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作者 陈佳明 王立华 宿晓航 《电子科技》 2022年第1期53-59,共7页

文中运用软件仿真分析了动力稳定装置在铁路桥梁上作业时有砟道床力学特性的问题。首先,在UG中建立稳定装置-轨道-桥梁系统各部件三维实体图并进行装配;然后,通过特定格式导入到ADAMS软件中,完善建立系统模型;最后,通过ADAMS对系统模型... 文中运用软件仿真分析了动力稳定装置在铁路桥梁上作业时有砟道床力学特性的问题。首先,在UG中建立稳定装置-轨道-桥梁系统各部件三维实体图并进行装配;然后,通过特定格式导入到ADAMS软件中,完善建立系统模型;最后,通过ADAMS对系统模型进行动力学仿真。文中还研究了稳定装置以不同激振频率作业,轨枕受力时的动态响应。在得到最优激振频率的基础上,讨论了在不同垂直下压力下道床加速度响应,得出最优作业工作参数。ADAMS后处理分析结果表明,稳定装置在铁路桥梁上作业2.5 s后道床达到稳定。垂直下压力越大,轨枕横向位移、横向速度和横向阻力响应越大,随着激振频率的增加,轨枕横向动态响应先增大后减小,稳定装置最优激振频率为34 Hz;随着垂直下压力的增大加,道床横向和垂向加速度先增大后减小,纵向加速度基本不变,最优垂直下压力为120 kN。 展开更多

关键词 软件仿真 动力稳定装置 铁路桥梁 有砟道床 力学特性 ADAMS 激振频率 垂直下压力 后处理

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基于微纳科研平台工艺验证的微米级标准CMOS关键工艺仿真

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作者 王峥杰 徐丽萍 +4 位作者 凌天宇 瞿敏妮 权雪玲 乌李瑛 程秀兰 《电子与封装》 2023年第7期64-70,共7页

基于微纳科研平台工艺验证的微米级CMOS标准工艺,采用TCAD仿真了场注入、沟道调节注入、衬底偏置电压以及接触金属类型对MOSFET器件性能的影响,进而对CMOS工艺中的器件关键工艺进行优化设计,为科研平台微纳工艺流片提供指导。仿真结果表... 基于微纳科研平台工艺验证的微米级CMOS标准工艺,采用TCAD仿真了场注入、沟道调节注入、衬底偏置电压以及接触金属类型对MOSFET器件性能的影响,进而对CMOS工艺中的器件关键工艺进行优化设计,为科研平台微纳工艺流片提供指导。仿真结果表明,N+场注入能量大于60 keV时对PMOS的阈值电压影响显著,P+场注入能量在30~50 keV时对NMOS阈值电压影响显著;PMOS沟道调节的剂量影响器件的电流开关比和亚阈值摆幅,其剂量不应超过2.1×10^(12)cm^(-2);场注入剂量在1013cm^(-2)时,硅局部氧化(LOCOS)隔离特性达到最优,此时LOCOS的击穿电压为32.5 V;当钛夹层的厚度为120 nm时,可将铝与衬底接触电阻的数量级从10^(2)降低至10^(1)。 展开更多

关键词 CMOS工艺 半导体器件 TCAD仿真

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