SiC电子输运特性的Monte Carlo数值模拟

利用系综MonteCarlo法研究了2H ,4H和6HSiC的电子输运特性.在模拟中考虑了对其输运过程有着重要影响的声学声子形变势散射、极化光学声子散射、谷间声子散射、电离杂质散射以及中性杂质散射.通过计算,获得了低场下这几种不同SiC多型电子迁移率同温度的关系,并以4H SiC为例,重点分析了中性杂质散射的影响.最后对高场下电子漂移速度的稳态和瞬态变化规律进行了研究.将模拟结果同已有的实验数据进行了比较,发现当阶跃电场强度为10×106V·cm-1时,4H Sic电子横向瞬态速度峰值接近33×107cm·s^-1,6H Sic接近30×107cm·s^-1.     

SiC/SiO_2界面粗糙散射对沟道迁移率影响的Monte Carlo研究

提出了一种SiC反型层表面粗糙散射的指数模型 ,并对 6H SiC反型层迁移率进行了单电子的MonteCarlo模拟 ,模拟中考虑了沟道区的量子化效应 .模拟结果表明 ,采用表面粗糙散射的指数模型能够使SiC反型层迁移率的模拟结果和实验值符合得更好 .模拟结果还反映出有效横向电场较高时表面粗糙散射的作用会变得更显著 ,电子的屏蔽效应降低了粗糙散射对沟道迁移率的影响 ,温度升高会引起沟道迁移率降低 .     

SiC/SiO2界面粗糙散射对沟道迁移率影响的Monte Carlo研究

提出了一种SiC反型层表面粗糙散射的指数模型,并对6H-SiC反型层迁移率进行了单电子的Monte Carlo模拟,模拟中考虑了沟道区的量子化效应.模拟结果表明,采用表面粗糙散射的指数模型能够使SiC反型层迁移率的模拟结果和实验值符合得更好.模拟结果还反映出有效横向电场较高时表面粗糙散射的作用会变得更显著,电子的屏蔽效应降低了粗糙散射对沟道迁移率的影响,温度升高会引起沟道迁移率降低. 关键词： 6H-SiC 反型层迁移率 表面粗糙散射 指数模型     

应变Si/(001)Si1-xGex电子迁移率

依据离化杂质散射、声学声子散射和谷间散射的散射模型,在考虑电子谷间占有率的基础上,通过求解玻尔兹曼方程计算了不同锗组分下,不同杂质浓度时应变Si/(001)Si_1-xGe_x的电子迁移率.结果表明:当锗组分达到0.2时,电子几乎全部占据Δ₂能谷;低掺杂时,锗组分为0.4的应变Si电子迁移率与体硅相比增加约64%;对于张应变Si NMOS器件,从电子迁移率角度来考虑不适合做垂直沟道.选择相应的参数,该方 关键词： 电子谷间占有率 散射模型 锗组分 电子迁移率     

单轴[110]应力硅电子迁移率

基于k·p微扰法研究单轴[110]应力作用下硅的导带结构,获得单轴[110]应力硅的导带底能量及电子有效质量.在此基础上,考虑电子谷间、谷内及电离杂质散射,采用弛豫时间近似计算单轴[110]应力硅沿不同晶向的电子迁移率.结果表明：单轴[110]应力作用下硅的电子迁移率具有明显的各向异性.在[001]、[110]及[110]输运晶向中,张应力作用下电子沿[110]晶向输运时迁移率有较大的增强,由未受应力时的1 450 cm²·Vs^-1提高到2 GPa应力作用下的2 500 cm²·Vs^-1.迁移率增强的主要原因是电子有效质量的减小,而应力作用下硅导带能谷分裂导致的谷间散射几率的减小对电子迁移率的影响并不显著.     

光照下高电子迁移率晶体管特性分析

以光照下耗尽型AlGaAs/GaAs高电子迁移率晶体管为例,考虑了光生载流子对半导体内电荷密度的影响和光压效应,采用器件的电荷控制模型,分析了光照对器件夹断电压、二维电子气浓度、I-V特性以及跨导的影响.与无光照的情况相比较,夹断电压变小,二维电子气浓度 增大,从而提高了器件的电流增益,增大了跨导.     

磷化铟复合沟道高电子迁移率晶体管击穿特性研究

用密度梯度量子模型定量研究了磷化铟(InP)复合沟道高电子迁移率晶体管(HEMT)的击穿特性，考虑了复合沟道内碰撞电离以及沟道量子效应，重点研究了器件击穿电压随In_0.7Ga_0.3As沟道厚度的变化关系，提出了提高击穿电压的方法，采用商用器件模拟软件Sentaurus模拟了器件的开态击穿电压，对比了实验和模拟的结果. 研究表明：适当减小In_0.7Ga_0.3As沟道层的厚度可以在保持器件饱和电流基本不变的前提下大幅度提高开态击穿电压，这对于提高InP基HEMT的功率性能具有重要意义. 关键词： 磷化铟 高电子迁移率晶体管 密度梯度模型 击穿     

AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中kink效应的半经验模型

初步分析了AlGaN/GaN 器件上的kink效应. 在直流模型的基础上, 建立了AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管中kink效应的半经验模型, 并加入了kink效应发生的漏源偏压与栅源偏压的关系. 该模型得出较为准确的模拟结果, 可用来判断kink效应的发生和电流的变化量. 最后, 我们采用模型仿真结合实验分析的方法, 对kink效应进行了一定的物理研究, 结果表明碰撞电离对kink效应的发生有一定的促进作用.     

AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管温度传感器特性

本文制作了基于无栅AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管结构的温度传感器,并对其温度相关的电学特性进行了表征.实验测试了器件从50℃到400℃的变温电流-电压特性,研究了器件灵敏度随着器件沟道长宽比的变化,并研究了在300—500℃高温的空气和氮气中经过1 h恒温加热后器件的电学特性变化.理论与实验研究结果表明,随着器件沟道长宽比的增大,器件的灵敏度会随之上升;在固定电流0.01 A下,器件电压随温度变化的平均灵敏度为44.5 mV/℃.同时,稳定性实验显示器件具有较好的高温保持稳定性.     

3C-SiC体特性的Monte Carlo模型

采用Monte Carlo方法模拟了3C-SiC材料中电子的静态输运特性．在细致分析材料的能带结构和主要散射机构，建立了适于统计模拟的物理模型的基础上，采用自洽的SPMC方法进行模拟，得出了电子迁移率随温度、电子平均漂移速度随电场的变化规律，及电子的能量和动量弛豫时间随温度和电场的变化规律．所得结果与实验符合较好． 关键词：     

6H-SiC电子输运的Monte Carlo模拟

从实际测量和单粒子Monte Carlo模拟两个方面研究了6H-SiC的电子输运规律,在模拟中考 虑了6H-SiC主要的散射机理,模拟的结果体现了6H-SiC具有良好的高温和高场特性以及迁移 率的各向异性,其横向迁移率和纵向迁移率相差近5倍.模拟结果和实验数据的对比说明了对 6H-SiC输运特性的模拟是正确的. 关键词： 6H-SiC Monte Carlo模拟 迁移率 散射机理     

Mobility limited by cluster scattering in ternary alloy quantum wires

The mobility limited by cluster scattering in ternary alloy semiconductor quantum wire(QWR) is theoretically investigated under Born approximation. We calculate the screened mobility due to clusters(high indium composition InGaN) scattering in the InxGa1 xN QWR structure. The characteristics of the cluster scattering mechanism are discussed in terms of the indium composition of clusters, the one-dimensional electron gas(1DEG) concentration, and the radius of QWR. We find that the density, breadth of cluster, and the correlation length have a strong effect on the electron mobility due to cluster scattering. Finally, a comparison of the cluster scattering is made with the alloy-disorder scattering. It is found that the cluster scattering acts as a significant scattering event to impact the resultant electron mobility in ternary alloy QWR.     

Electron transport in rectangular quantum wells

Experimental results on low-field and high-field electron transport in rectangular quantum wells are reviewed. The related theory is presented and the experimental results are examined in the light of the theory. It is concluded that although some experimental results are available and the theory of transport has been developed, numerical agreement between theory and experiments has not yet been reached. The author felicitates Prof. D S Kothari on his eightieth birthday and dedicates this paper to him on this occasion.     

Hall Conductivity in a Quasi—Two—Dimensional disordered Electron System

By making use of the diagrammatic techniques in perturbation theory,we have investigated the Hall effect in a quasi-two dimensional disordered electron system.In the weakly localized regime,the analytical expression for quantum correction to Hall conductivity has been obtained using the kubo formalism and quasiclassical approximation.The relevant dimensional crossover behavior from three dimensions to two dimensions with decreasing the interlayer hopping energy is discussed.The quantum interference effect is shown to have a vanishing correction to the Hall coefficient.     

CHCl3电子吸附速率常数的离子迁移谱

利用电晕放电离子迁移谱, 使用高纯氮气作为载气和迁移气体, 研究了电场强度在200～500 V/cm变化时CHCl₃的解离电子吸附速率常数, 得到样品所对应的电子吸附速率常数为1.26×10^-8～8.24×10^-9 cm³/(molecules s)．利用该装置测量了固定电场下,样品的电子吸附速率常数与样品浓度之间的关系．此外利用所获得的离子迁移谱图得到了不同电场强度下Cl^-与CHCl₃之间的离子分子反应速率常数.