静电对GaN基高压LED特性的影响

对GaN基绿光高压LED分别施加-500、-1 000、-2 000、-3 000、-4 000、-5 000和-6 000V的反向人体模式静电打击,每次静电打击后,测量样品的I-V特性曲线及光通量等参量,研究静电打击对GaN基高压LED器件性能的影响.结果表明:当样品经过-500,-1 000、-2 000、-3 000和-4 000V的静电打击后,由于LED器件内部产生了缺陷,发生了软击穿并且反向漏电流明显增加,但光通量的变化不明显;当经过-5 000V和-6 000V的静电打击后,由于发生了热模式击穿,温度迅速升高,在结区形成熔融通道,使LED的光通量明显减小,甚至衰减到未打击时的一半;在经受-6 000V的静电打击后,正向电压的减小和反向漏电流的增加更加明显,漏电现象更加明显,严重影响了器件的性能,最终使LED样品失效.     

高温对MOSFET ESD防护器件维持特性的影响

静电放电(electro-static discharge, ESD)防护结构的维持电压是决定器件抗闩锁性能的关键参数,但ESD器件参数的热致变化使得防护器件在高温环境中有闩锁风险.本文研究了ESD防护结构N沟道金属-氧化物-半导体(N-channel metal oxide semiconductor, NMOS)在30—195℃的工作温度下的维持特性.研究基于0.18μm部分耗尽绝缘体上硅工艺下制备的NMOS器件展开.在不同的工作温度下,使用传输线脉冲测试系统测试器件的ESD特性.实验结果表明,随着温度的升高,器件的维持电压降低.通过半导体工艺及器件模拟工具进行二维建模及仿真,提取并分析不同温度下器件的电势、电流密度、静电场、载流子注入浓度等物理参数的分布差异.通过研究以上影响维持电压的关键参数随温度的变化规律,对维持电压温度特性的内在作用机制进行了详细讨论,并提出了改善维持电压温度特性的方法.     

人体模式静电放电对GaN基大功率发光二极管特性的影响

对GaN基大功率蓝光发光二极管(LED)分别施加了-200,-400,-600,-800,-1100和-1500V的反向人体模式静电打击,每次静电打击后,测量样品电学参数和光学参数的变化,研究了静电对LED可靠性的影响,并从理论上分析了相关衰减机理.结果表明,在-200,-400,-600和-800V的打击后,有明显的...     

静电放电引起2SC3356潜在失效的研究

 研究了低电压的人体模型(HBM)静电放电（ESD）对微电子器件造成的潜在失效。分别从CB结和EB结对2SC3356晶体管施加低电压HBM的ESD应力,结果表明：从CB结施加低电压的ESD电应力，所产生的潜在失效的几率要高于从EB结施加低电压的ESD电应力产生的潜在失效几率，即CB结比EB结对低电压的ESD应力引入的潜在失效更为敏感。高温（≥125 ℃）寿命实验有退火效应，从而缓解了低电压的ESD应力使器件产生的潜在损伤，使静电放电过程中引入的潜在损伤自恢复。     

p型深受主能级对OLED器件电荷输运的影响

对OLED器件施加扫描电压时,器件的瞬态电压-电流特性表现出滞后现象。并且随着扫描电压的方向、扫描速度的不同,器件瞬态电压-电流曲线也不相同。使用具有ITO/CuPc/NPD/Alq₃/LiF/Al结构的OLED器件做电压扫描测试,并尝试用p型深受主型陷阱能级的存在,以及深能级较长的充放电时间特性对OLED器件中载流子输运过程的影响来定性解释上述滞后现象,获得了比较满意的结果,为器件性能的进一步优化找到了方向。     

基于Alq3的有机发光器件的发光特性

以Alq₃作为发光层,在OLED串联型制作系统上成功制备出ITO/TPD/Alq₃/LiF/Al结构的有机发光器件,并建立了一套OLED电流(J)、电压(V)、亮度(B)自动测试系统,在氮气和空气环境下测试并分析了OLED的发光特性。结果表明,基于Alq₃的双层OLED的正向J-V特性可以用陷阱电荷限制流来描述;反向工作时,低压下的反偏电流可能是针孔产生的漏电流,高压下反偏OLED的J-V特性应满足F-N隧穿机制。随着电流进入快速增长阶段,B-J曲线近似地呈线性关系;在低场下,发光效率随电压升高而增大,在高场下,发光效率随电压升高而减小。实验中,还观察到了在电压V=4V左右时,器件具有明显的负阻特性(NDR),进一步的分析表明,由针孔引起的丝状电流可能是负阻特性的成因。     

荧光染料掺杂的高效率、高亮度白色有机电致发光器件

制备了结构为 ITO/NPB（30 nm）/Rubrene（0.2 nm）/CBP：Bczvbi（8 nm,x%）/Bphen（30 nm）/Cs₂CO₃：Ag₂O（2 nm,20%）/Al（100 nm）的器件。研究了Bczvbi掺杂浓度（x=5,10,15）对白光器件性能的影响。综合利用发光层中主客体之间的能量转移和空穴阻挡层的空穴阻挡特性,得到了高效率、高亮度的白色有机电致发光器件。当Bczvbi的掺杂质量分数为10%时,器件的效率和亮度都为最大。驱动电压为7 V时,最大电流效率为4.61 cd/A;驱动电压为9 V时,最大亮度为21 240 cd/m²。当驱动电压从4 V增加到9 V时,色坐标从（0.36,0.38）变化为（0.27,0.29）,均处于白光区域。     

有机发光二极管老化机制

有机发光二极管（OLEDs）因在照明和显示领域的巨大潜在应用备受人们关注。在过去的三十年里,OLED器件的效率和寿命有了很大的提高,但对于商业应用而言提高器件寿命仍然是亟待解决的问题之一。为了进一步提升器件稳定性,则需要深入地研究OLED内部存在的老化机理。本文以小分子和聚合物OLEDs为例,综述了两种器件的老化机制。概括了OLED的一些外在和内在老化机制,并介绍了小分子和聚合物OLEDs老化机理的研究进展。对于小分子OLEDs,有研究提出其老化机理是激子与极化子的相互作用,形成陷阱导致器件老化。另一种理论认为激子与极化子的作用诱导分子聚集,促进界面老化。而对于聚合物OLEDs老化机理是激子与空穴相互作用,诱导空穴陷阱产生,导致了亮度、效率损失和驱动电压上升的现象。同时综述了目前一部分延长器件寿命的方案,为后续开发效率更高、寿命更长的OLED器件提供积极作用。     

GGMOS型静电放电防护器件的高功率微波效应北大核心CSCD

采用基于半导体漂移扩散模型的数值模拟软件对高功率微波(HPM)作用下GGMOS型的静电放电(ESD)防护器件效应进行了数值模拟研究。对ESD器件在HPM作用下的响应特性及器件内部的物理图像进行了数值模拟。数值模拟的结果表明,外部注入HPM信号的幅值和频率是影响ESD器件的因素,在加载30ns脉宽的HPM脉冲作用下,器件内部达到的最高温度与信号幅值成正指数关系。在给ESD注入相同幅值的HPM信号时,频率越大,器件达到失效温度所需要的时间越长。     

基于深亚微米工艺的栅接地NMOS静电放电保护器件衬底电阻模型研究

在考虑了电导率调制效应的情况下对深亚微米静电放电(electrostatic discharge, ESD)保护器件的衬底电阻流控电压源模型进行优化, 并根据轻掺杂体衬底和重掺杂外延型衬底的不同物理机制提出了可根据 版图尺寸调整的精简衬底电阻宏模型, 所建模型准确地预估了不同衬底 结构上源极扩散到衬底接触扩散间距变化对触发电压V_t1的影响. 栅接地n型金属氧化物半导体器件的击穿特性结果表明, 所提出的衬底电阻模 型与实验结果符合良好, 且仿真时间仅为器件仿真软件的7%, 为ESD保护器件版 图优化设计提供了方法支持. 关键词： 栅接地n型金属氧化物半导体器件 静电放电 衬底电阻模型     

源、漏到栅距离对次亚微米ggNMOS ESD保护电路鲁棒性的影响

基于对静电放电(electrostatic discharge,ESD)应力下高电压、大电流特性的研究,本文通过优化晶格自加热漂移-扩散模型和热力学模型,并应用优化模型建立了全新的0.6 μm CSMC 6S06DPDM-CT02 CMOS工艺下栅接地NMOS (gate grounded NMOS,ggNMOS)ESD保护电路3D模型,对所建模型中漏接触孔到栅距离(drain contact to gate spacing,DCGS)与源接触孔到栅距离(source contact to gate sp 关键词： 栅接地NMOS 静电放电 漏接触孔到栅的距离 源接触孔到栅的距离     

用于静电加速器的高频离子源及其引出特性

 根据离子束生物工程的需要,设计和研制了一台用于静电加速器的小型高频离子源。针对使用环境从理论上确定了离子源的结构和尺寸。通过实验调试取得了引出束流与引出电压、聚焦电压以及放电气压之间的变化特性曲线,测定了引出束流的束径包络,对束流的不稳定性进行了分析,在设计中采取了有效的措施抑制束流不稳定性。结果表明,离子源的最佳工作条件为引出电压1 600V~1 800V,放电气压在（4~8）×10^-4Pa范围,此时离子源可引出最大束流30μA。束流大小及其稳定性均达到预期要求。     

Design and investigation of novel ultra-high-voltage junction field-effect transistor embedded with NPN

Ultra-high-voltage(UHV) junction field-effect transistors(JFETs) embedded separately with the lateral NPN(JFETLNPN), and the lateral and vertical NPN(JFET-LVNPN), are demonstrated experimentally for improving the electrostatic discharge(ESD) robustness. The ESD characteristics show that both JFET-LNPN and JFET-LVNPN can pass the 5.5-k V human body model(HBM) test. The JFETs embedded with different NPNs have 3.75 times stronger in ESD robustness than the conventional JFET. The failure analysis of the devices is performed with scanning electron microscopy, and the obtained delayer images illustrate that the JFETs embedded with NPN transistors have good voltage endurance capabilities. Finally,the internal physical mechanism of the JFETs embedded with different NPNs is investigated with emission microscopy and Sentaurus simulation, and the results confirm that the JFET-LVNPN has stronger ESD robustness than the JFET-LNPN,because the vertical NPN has a better electron collecting capacity. The JFET-LVNPN is helpful in providing a strong ESD protection and functions for a power device.     

利用LiF/Al作为电极的有机电致发光器件

本文报道了利用LiF/Al作为负电极的有机电致发光器件,器件结构为ITO/TPD/Alq3/LiF/Al,LiF层的加入增强了电子注入,当其厚度为0.4nm时,器件的性能最好,与单层Al和Mg/Al电极的同类器件相比,此时器件的开启电压由Al电极时的4.3V和Mg/Al电极时的3.0V降低到了2.0V,器件的最大亮度分别由4000cd/m²、14000cd/m²提高到19600cd/m²,器件的发光效率也分别增加了5倍和2倍,达到2.66lm/W.     

Terminal-optimized 700-V LDMOS with improved breakdown voltage and ESD robustness

A novel terminal-optimized triple RESURF LDMOS(TOTR-LDMOS) is proposed and verified in a 0.25-μm bipolarCMOS-DMOS(BCD) process. By introducing a low concentration region to the terminal region, the surface electric field of the TOTR-LDMOS decreases, helping to improve the breakdown voltage(BV) and electrostatic discharge(ESD) robustness. Both traditional LDMOS and TOTR-LDMOS are fabricated and investigated by transmission line pulse(TLP) tests,direct current(DC) tests, and TCAD simulations. The results show that comparing with the traditional LDMOS, the BV of the TOTR-LDMOS increases from 755 V to 817 V without affecting the specific on-resistance(R_(on,sp)) of 6.99 ?·mm~2.Meanwhile, the ESD robustness of the TOTR-LDMOS increases by 147%. The TOTR-LDMOS exhibits an excellent performance among the present 700-V LDMOS devices.     

传输线长度对静电放电防护器件性能测试的影响

为了研究传输线长度对静电放电防护器件性能测试结果的影响,建立了静电放电模型和传输线脉冲模型两种试验系统,对某限压型防护器件进行了快沿电磁脉冲注入试验,并进行了理论分析。结果表明:传输线长度对静电放电防护器件性能测试结果具有极大影响,选用不当会导致错误结论;在对静电放电防护器件性能测试时,应优先采用传输线脉冲测试法;当采用静电放电脉冲测试法时,其传输线长度不应小于8 m。     

Enhanced ESD properties of GaN-based light-emitting diodes with various MOS capacitor designs

High electrostatic discharge (ESD) protection of GaN-based light-emitting diodes (LEDs) has been developed using a metal–oxide semiconductor (MOS) capacitor. This structure is realized by adopting various metal electrode patterns. The MOS capacitor can be implemented by extending the metal line directly from the p-type electrode to the top surface of an SiO₂-capped n-GaN layer near the vicinity of the n-type electrode. By connecting a MOS capacitor in parallel with the GaN-based LED, the negative ESD strike could be significantly increased from 385 to 1075 V of human body mode (HBM).     

Enhancement of the efficiency and the color stabilization of organic light-emitting devices fabricated utilizing stepwise doped hole transport layers

The electrical and the optical properties of organic light-emitting devices (OLEDs) consisting of aluminum (Al)/lithium quinolate/tris (8-hydroxyquimoline) Al/5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene (rubrene)-doped N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-1,1-biphenyl-4,4′-diamine (NPB)/indium-tin-oxide/glass structures fabricated with uniformly doped and stepwise-doped hole transport layers (HTLs) were investigated. The turn-on voltage of the OLEDs fabricated utilizing a stepwise-doped HTL was smaller than that of the OLEDs fabricated with a uniformly doped HTL, and the corresponding luminance at the same voltage was higher. The Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) chromaticity coordinates of the OLEDs fabricated utilizing a stepwise-doped HTL became stabilized, and the CIE chromaticity coordinates of the OLEDs at 12 V was (0.43, 0.53), indicative of a yellow emission corresponding to the rubrene layer. The luminescence mechanisms of the OLEDs fabricated utilizing a stepwise-doped HTL are described on the basis of the experimental results.     

基于器件结构提高TADF-OLED器件的发光性能

为了提高以TADF材料作为主体、天蓝色荧光材料作为客体的混合薄膜的OLED器件光电性能,我们调整了器件结构,使主体材料发挥其优势。制备了基本结构为ITO/NPB(40 nm)/DMAC-DPS∶x%BUBD-1(40 nm)/Bphen(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al的OLED器件。研究了主-客体材料在不同掺杂浓度下的OLED器件的光电特性。为了提高主体材料的利用率,在空穴传输层和发光层之间加入10 nm的DMAC-DPS作为间隔层;然后,在阳极和空穴传输层之间加入HAT-CN作为空穴注入层,形成HAT-CN/NPB结构的PN结,有效降低了器件的启亮电压(2.7 V)。测量了有无HAT-CN的单空穴器件的阻抗谱。结果表明,在最佳掺杂比例(2%)下,器件的外量子效率(EQE)达到4.92%,接近荧光OLED的EQE理论极限值;加入10 nm的DMAC-DPS作为间隔层,使得器件的EQE达到5.37%;HAT-CN/NPB结构的PN结有效地降低了器件的启亮电压(2.7 V),将OLED器件的EQE提高到5.76%;HAT-CN的加入提高了器件的空穴迁移率,降低了单空穴器件的阻抗。TADF材料作为主体材料在提高OLED器件的光电性能方面具有很大的潜力。