InGaZnO薄膜晶体管泄漏电流模型

研究了非晶氧化锌镓铟薄膜晶体管(amorphous InGaZnO thin-film transistor,InGaZnO TFT)的泄漏电流模型.基于Poole-Frenkel热发射效应和热离子场致发射效应的泄漏电流产生机制,分别得到了高电场和低电场条件下的载流子产生-复合率.在此基础上推导得到了InGaZnO TFT的分段式泄漏电流-电压数学模型,并利用平滑函数得到了关断区和亚阈区连续统一的泄漏电流模型.所提出的泄漏电流模型的计算值和TCAD模拟值与实验结果较为吻合.利用所提出的InGaZnO TFT泄漏电流模型和TCAD模拟,讨论了InGaZnO TFT不同的沟道宽度、沟道长度和栅介质层厚度对泄漏电流值的影响.研究结果对InGaZnO TFT集成传感电路的设计具有一定参考价值.     

Concise Modeling of Amorphous Dual-Gate In-Ga-Zn-O Thin-Film Transistors for Integrated Circuit Designs

An analytical model for current–voltage behavior of amorphous In-Ga-Zn-O thin-film transistors(a-IGZO TFTs)with dual-gate structures is developed.The unified expressions for synchronous and asynchronous operating modes are derived on the basis of channel charges,which are controlled by gate voltage.It is proven that the threshold voltage of asynchronous dual-gate IGZO TFTs is adjusted in proportion to the ratio of top insulating capacitance to the bottom insulating capacitance(C_(TI)/C_(BI)).Incorporating the proposed model with Verilog-A,a touch-sensing circuit using dual-gate structure is investigated by SPICE simulations.Comparison shows that the touch sensitivity is increased by the dual-gate IGZO TFT structure.     

铟镓锌氧薄膜晶体管的悬浮栅效应研究

为了避免光照对铟镓锌氧薄膜晶体管(InGaZnO thin film transistors,IGZO TFTs)电学特性的影响,IGZO TFT要增加遮光金属层.本文研究了遮光金属栅极悬浮时,IGZO TFT的输出特性.采用器件数值计算工具TCAD(technology computer-aided design)分析了IGZO层与栅介质层界面处电势分布,证实了悬浮栅(floating gate,FG)IGZO TFT输出曲线的不饱和现象是由悬浮栅与TFT漏端的电容耦合造成.基于等效电容的电压分配方法,提出了悬浮栅IGZO TFT电流的一阶模型.TCAD数值分析及一阶物理模型结果与测试具有较高程度的符合,较完整地解释了悬浮栅IGZO TFT的电学特性.     

菱面片层氧化镁的制备及晶格畸变与反常红外特性

以低品位白云石为原料采用二次酸浸、EDTA-氨水沉淀法制备前驱体Mg（OH）2，经煅烧得到菱面片层状多空隙结构的纳米MgO晶体。通过X射线衍射（XRD）、高分辨率扫描电镜（HRSEM）及傅立叶红外光谱（FT—IR）等测试手段对所得产物的物相和形貌等进行了表征。分析表明：氧化镁为结晶良好、立方晶系，厚度约10～20nm，最大面积可达1μm^2左右的菱形纳米片层结构；XRD数据表明纳米氧化镁的微结构存在晶格畸变并导致XRD相位差发生变化；红外光谱表明，Mg-O键伸缩特征吸收峰向高波数方向移动（蓝移）了约84．82cm^-1，而弯曲特征吸收峰向低波数方向移动（红移）了约31．88cm^-1，并导致红外吸收光谱的宽频化。结合XRD数据分析结果和界面效应等物理现象讨论了反常红外吸收机理。     

菱面片层氧化镁的制备及晶格畸变与反常红外特性

以低品位白云石为原料采用二次酸浸、EDTA-氨水沉淀法制备前驱体Mg(OH)2,经煅烧得到菱面片层状多空隙结构的纳米MgO晶体.通过X射线衍射(XRD)、高分辨率扫描电镜(HRSEM) 及傅立叶红外光谱(FT-IR)等测试手段对所得产物的物相和形貌等进行了表征.分析表明:氧化镁为结晶良好、立方晶系,厚度约10～20 nm,最大面积可达1μm2左右的菱形纳米片层结构;XRD数据表明纳米氧化镁的微结构存在晶格畸变并导致XRD相位差发生变化;红外光谱表明,Mg-O键伸缩特征吸收峰向高波数方向移动(蓝移)了约84.82 cm-1,而弯曲特征吸收峰向低波数方向移动(红移)了约31.88 cm-1,并导致红外吸收光谱的宽频化.结合XRD数据分析结果和界面效应等物理现象讨论了反常红外吸收机理.     

对劈尖薄膜等厚干涉光程差公式的推导

研究了劈尖等厚干涉问题，对其光程差公式进行了严格推导，阐明了传统教材光程差公式成立的条件。     

同步对称双栅InGaZnO薄膜晶体管电势模型研究

研究了同步对称双栅氧化铟镓锌薄膜晶体管(InGaZnO thin film transistors,IGZO TFTs)的沟道电势,利用表面电势边界方程联合Lambert函数推导得到了器件沟道电势的解析模型.该模型考虑了IGZO薄膜中存在深能态及带尾态等缺陷态密度,能够同时精确地描述器件在亚阈区(sub-threshold)与开启区(above threshold)的电势分布.基于所提出的双栅IGZO TFT模型,讨论了不同厚度的栅介质层和有源层时,栅-源电压对双栅IGZO TFT的表面势以及中心势的调制效应.对比分析了该模型的计算值与数值模拟值,结果表明二者具有较高的符合程度.     

双层螺旋环超表面复合吸波体等效电路模型及微波损耗机制

针对超材料吸波频带窄的问题,采用金属螺旋环超表面与碳纤维吸波材料相复合的方式,设计了宽频高性能复合吸波体.研究发现,在碳纤维吸波材料中引入双层螺旋环超表面能显著增强吸收峰值和吸波带宽,且适当增加螺旋环初始线长和吸收层厚度有利于提高复合吸波体的吸波性能, 9.2—18.0 GHz频段的反射损耗均优于–10 dB (带宽达8.8 GHz),吸收峰值达–14.4 dB.利用S参数计算得到螺旋环-碳纤维复合吸波体的等效电磁参数和特征阻抗呈现多频点谐振特性,通过构建双层螺旋环超表面等效电路模型,定量计算了复合吸波体的电磁谐振频点,发现由等效电路模型获得的谐振频点计算值与仿真值基本相符,说明该复合吸波体多频点电磁谐振是宽频电磁损耗的主要机制.     

Surface potential-based analytical model for InGaZnO thin-film transistors with independent dual-gates

An analytical drain current model on the basis of the surface potential is proposed for indium-gallium zinc oxide(InGaZnO)thin-film transistors(TFTs)with an independent dual-gate(IDG)structure.For a unified expression of carriers’distribution for the sub-threshold region and the conduction region,the concept of equivalent flat-band voltage and the Lambert W function are introduced to solve the Poisson equation,and to derive the potential distribution of the active layer.In addition,the regional integration approach is used to develop a compact analytical current-voltage model.Although only two fitting parameters are required,a good agreement is obtained between the calculated results by the proposed model and the simulation results by TCAD.The proposed current-voltage model is then implemented by using Verilog-A for SPICE simulations of a dual-gate InGaZnO TFT integrated inverter circuit.     

对劈尖薄膜等厚干涉的讨论

研究了壁尖等厚干涉问题,对其光程差公式进行了严格推导,阐明了传统教材光程差公式成立的条件。