基区Ge组分分布对SiGe HBTs热学特性的影响

基区Ge组分的加入可以改善SiGe HBT的直流特性、 频率特性和噪声特性, 但Ge组分及其分布对HBT热学特性的影响报道还很少. 本文利用SILVACO半导体器件仿真工具, 建立了多指SiGe HBT模型, 对基区具有不同Ge组分梯度结构的SiGe HBTs的热学特性和电学特性的热稳定性进行了研究. 研究发现, 在Ge组分总量一定的条件下, 随着Ge组分梯度的增大, 器件的特征频率明显提高, 增益β和特征频率f_T随温度变化变弱, 器件温度分布的均匀性变好, 但增益变小; 而基区均匀Ge组分(Ge组分梯度为零) 的HBT的增益较大, 但随温度的变化较大, 器件温度分布的均匀性也较差. 在此基础上, 将基区Ge组分均匀分布和Ge组分缓变分布相结合, 提出了兼顾器件热学特性、 增益特性和频率特性的新型基区Ge组分分布- 分段分布结构. 结果表明, 相比于基区Ge组分均匀分布的器件, 新器件温度明显降低; β和f_T保持了较高的值, 且随温度的变化也较小, 显示了新结构器件的优越性. 这些结果对HBT的热学设计具有重要的参考意义, 是对SiGe HBT性能研究的一个补充.     

非线性包层光纤中TE0模的传播特性分析

本文对具有Kerr非线性包层和线性匀芯的光纤在不同光功率下的传播特性进行了理论分析和数值计算.结果表明,在适当光功率下,当模折射率N等于芯折射率n_f时,芯场变得相当均匀,而包层场迅速衰减.对于自聚焦包层,当从N<n_f逐渐变到N>n_f时,芯场剖面越过N=n_f从凸变凹.在拐点,芯场成为均匀的.论文给出了模场分布和光功率与模折射率的关系.指出纤芯出现匀场预期会在光纤器件、光电子器件、光子器件中得到应用.     

套刻偏差对4H-SiC 浮动结结势垒肖特基二极管的影响研究

4H-SiC浮动结结势垒肖特基二极管与常规结势垒肖特基二极管相比在 相同的导通电阻条件下具有更高的击穿电压. 由p⁺埋层形成的浮动结与主结p⁺区 之间的套刻对准是实现该结构的一项关键技术. 二维模拟软件ISE的模拟结果表明, 套刻偏差的存在会明显影响器件的击穿特性, 随着偏差的增大击穿电压减小. 尽管主结和埋层的交错结构与对准结构具有相似的击穿特性, 但是当正向电压大于2 V后, 交错结构的串联电阻更大.     

基于稀疏分解的大功率半导体激光器1/f噪声参数估计的新方法

本文结合1/f噪声信号功率谱随频率成反比变化的关系, 以及稀疏分解可以根据信号灵活构造原子库的特点, 提出一种基于稀疏分解估计大功率半导体激光器1/f噪声的新方法, 构造了具备1/f噪声特点的过完备库. 在该过完备库中通过Matching Pursuit(MP)算法完成了白噪声与1/f噪声混叠信号的稀疏分解. 实验结果显示:该方法估计出淹没在白噪声环境中1/f噪声的γ 参数, 与频谱分析仪的测量结果有较好的一致性, 通过对比不同的过完备库证明了所构造的过完备库的优越性.     

60Coγ射线辐照对肖特基二极管1/f噪声的影响

在肖特基二极管(schottky barrier diode,SBD)辐照损伤机理和总剂量效应分析的基础上,利用1/f噪声的迁移率涨落和载流子数涨落模型,深入研究辐照损伤对器件1/f噪声的影响.研究结果表明,辐照诱生新的界面态,改变界面态密度分布,进而调制了肖特基势垒高度,增大表面复合速度是引起器件性能退化主要原因,也是1/f噪声剧烈增加的主要原因.正因为如此,噪声与器件退化存在相关性,即噪声拟合参数B越大,偏离标准值越多,器件可靠性越差,抗辐照能力越低,在辐照环境下工作越容易失效.由此可知,1/f噪声特性可以用作SBD辐照损伤机理的研究工具,并有可能用于SBD抗辐射加固的无损评估.     

混沌半导体激光器的弛豫振荡频率对随机序列速率的影响

利用光反馈半导体激光器产生的混沌激光作为随机数发生器的物理熵源, 分析了混沌信号自相关系数与随机序列游程数之间的联系, 在此基础上研究了激光器的弛豫振荡频率f_r与随机序列速率f_n在不同比值时, 序列游程数的变化情况. 研究发现, 当f_r/f_n=(2k+1)/4时, 随机序列的游程数容易满足NIST SP800-22随机数测试标准的要求. 当k=1时, 得到随机序列最大速率为f_n=4f_r/3.     

GaN肖特基二极管的正向电流输运和低频噪声行为

首先测量了GaN肖特基二极管的正向变温电流-电压特性,研究了其电流输运机制,然后分析了在不同注入电流条件下的低频噪声行为.结果表明:1)在正向高电压区,热发射机制占主导,有效势垒高度约为1.25 eV;2)在正向低偏压区(V <0.8 V),与位错相关的缺陷辅助隧穿电流占主导,有效势垒高度约为0.92 eV (T=300 K);3)在极小电流(I <1μA)和极低频率(f <10 Hz)下,洛伦兹型噪声才会出现;电子的渡越时间取决于多个缺陷对电子的不断捕获和释放过程,典型时间常数约为30 ms (I=1μA);4)在更高频率和电流下,低频1/f噪声占主导;电流的输运主要受到势垒高度的随机波动的影响,所对应的系数约为1.1.     

Wn(n=3—27)原子团簇结构的第一性原理计算

使用密度泛函理论下的第一性原理方法，对W_n原子团簇(n=3—27)的结构特性进行了理论计算. 得到了W_n团簇(n=3—7)的最低能量结构和(n=8—27)的局域能量极小的典型结构. 使用凝胶模型，提出的电子组态1s²1p⁶1d¹⁰2s²1f¹⁴2p⁶3s     

长时间精密锁定的掺Er光纤飞秒光学频率梳

自行研制了基于掺Er光纤飞秒激光器的光学频率梳并实现了重复频率 f_r信号和载波包络偏移频率(Carrier-envelope offset, f_o) 信号的精密锁定, 锁定后的 f_r信号和 f_o 信号的频率抖动量的标准偏差分别为0.515 mHz和93.13 mHz.     

Operational characteristics of a plasma cathode with a grid stabilization in a two-stage ion source

The discharge characteristics and the parameters of the cathode plasma in a two-stage ion source with a grid plasma cathode and a magnetic trap in the anode region are investigated. It is shown that an increase in the gas pressure and the accompanying increase in the reverse ion current in the bipolar diode between the cathode and anode plasmas lead to an increase in the cathode plasma potential and a transition of the cathode into the regime of electron emission from the open plasma boundary. The dependence of the ion current extracted from the anode plasma on the area of the exit aperture of the hollow cathode and the mesh size of the grid plasma cathode is explained. The conditions at which the ion emission current from the anode plasma is maximum are determined. The potential difference at the bipolar diode is measured by using the probe method. It is shown that, when the gas pressures reaches a critical value determined by the mesh size of the grid plasma cathode, the discharge passes into a contracted operating mode, in which the ion current extracted from the anode plasma decreases severalfold.     

Analysis of charge injection processes including ESD in MEMS

The effect of charge injection due to human body model (HBM) electrostatic discharge (ESD), charged device model (CDM) ESD and triboelectrification in capacitive microelectromechanical systems' (MEMS) structures is analyzed. The results show that as feature size is reduced, the effect remains constant for charging by triboelectrification. However, HBM ESD injected charge produces a change which is inversely proportional to the square of the gap separation and CDM ESD injected charge produces a change which is inversely proportional to the square of the plate area.     

用发射光谱法测量氮气直流辉光放电的转动温度

本文报道了氮气气压分别为10和20Pa时，对直流辉光放电的发射光谱进行测量和分析的结果。选择的研究对象为N2放电中形成的N2^ B^2∑u^ →X^2∑g^ 跃迁的Δv=v′-v″=0谱带系中v′=0→v″=0谱带的R支。在阴极背面辉光区、阴极鞘层区、正柱区以及阳极辉光区中分别选择一点进行了转动分辨的发射光谱的测量。利用自己编写的光谱拟合程序，获得了相应的实验条件下N2^ 的转动温度，给出了转动温度随放电电压的变化趋势，其结果可以用直流放电的帕邢定律得到很好的解释。在10和20Pa气压下，放电的阴极鞘层区、正柱区、阳极辉光区中的转动温度都随放电电压呈现出了不同的变化趋势，甚至是完全相反的变化趋势。我们认为这是由于气压不同时，放电状态不同所致：气压为10Pa时的放电是正常辉光放电，而气压为时20Pa的放电为反常辉光放电。     

Investigation of the Early Multiplication Processes of the Glow Discharge Formation in Neon Filled Diode at 1.33 mbar Pressure

The results of the investigation of the glow discharge time and space development in the neon‐filled diode at 1.33 mbar are presented. The glow is of the diffusion type with saturation current value of 0.2 mA. The temporal development of the light intensity, emitted perpendicularly on the diode axis from many different parts of the diode, is registered. Using this temporal development, the spatial development of the emitted light is examined. Electrically registered (by the oscilloscope) the total current through the diode reaches the saturation for 1.5 ms, which corresponds to the classical presumption of the formative time delay. The prebreakdown current is registered measuring the emitted light from diode gap. The investigation of light shows the increase of excitation in the gap at least 3 ms before any significant current has been registered (I < 1 µA). The negative glow appears in the diode gap near the anode and in the next a few milliseconds covers the cathode indicating the presence of the multiplication processes in the diode. The stationary regime in the diode is established for about 10 ms. Using this detection method, three stages of the discharge formation can be easily distinguished. These results indicate that the prebreakdown processes in the diode gap can be associated with the first stage of the breakdown formation. (© 2006 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

电子束激励KrF激光放大器稳定运行的重要技术问题

 介绍了用于天光一号高功率氟化氪(KrF)准分子激光系统中的电子束双向激励主放大器稳定运行中必须解决的一些重要技术问题：水介质脉冲传输线中的绝缘支撑击穿问题；大面积电子束二极管阳极膜的安装；与压力膜接触处Hibachi筋的形状；二极管后脉冲的形成及其对阳极膜和阴极发射体造成的损害等问题。还着重描述了主开关导通时刻对二极管后脉冲的影响及最佳导通时刻的确定。     

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。     

High current density spotless vacuum arc as a glow discharge

Vacuum discharge burning between a broad cathode and a point anode made of Mo, Cu, and Cd has been studied. This discharge operates in anode vapors and shows major arc characteristics, although no craters were examined on the cathode. The secondary electron emission is involved to explain current transport within the cathode region. This discharge is interpreted as a high density low voltage glow discharge. Having discussed the present and previous findings, the conclusion has been drawn that the secondary electron emission and “hump of potential” are dominant in the vacuum arc cathode spot     

1MV阳极杆箍缩二极管数值模型实验研究

阳极杆箍缩二极管（RPD）具有小焦斑、高亮度的特点,是闪光X光机领域的研究热点。基于Marx发生器和脉冲形成线技术路线产生1 MV高电压脉冲驱动RPD,开展了不同结构参数二极管实验研究。基于RPD物理过程的数值模型,分析了结构参数对箍缩物理过程的影响。研究表明在1 MV电压下,RPD阴极等离子体平均扩散速度、阳极等离子体平均扩散速度分别为2,0.6 cm/μs时,该模型可以较好地描述实验结果。在阳极杆直径一定的情况下,二极管数值模型表明减小阴极孔径可以使二极管更快进入强箍缩状态,但过小的阴极孔径会导致二极管间隙过早闭合。     

基于1/f噪声变化的pn结二极管辐射效应退化机理研究

基于pn结二极管辐射效应退化机理中位移效应和电离效应之间的关系, 并结合pn结二极管辐射退化的噪声机理, 得到了pn结二极管辐射诱导低频噪声的变化规律, 发现两种效应引起的二极管噪声变化规律之间的不一致性. 根据实验得到的噪声变化规律, 判断出了辐射应力条件下两种效应之间的关系, 很好地解释了实验中出现的不符合原有理论解释的现象, 对器件加固的研究有着重要意义.