半导体器件模拟技术的研究 被引量：5

1

作者 刘恩峰 刘晓彦 韩汝琦 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期206-208,233,共4页

主要介绍了半导体器件模拟中常用的 HD模型与 DD模型和三角网格划分的常用算法。以泊松方程为例 ,简要说明了如何在三角网格上离散化方程。同时 。

关键词 模拟技术 半导体器件 集成电路

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基于Matlab GUI的《半导体器件物理》教学仿真平台开发 被引量：9

2

作者 向兵 程秀英 《实验科学与技术》 2014年第3期47-48,206,共3页

针对《半导体器件物理》课程物理概念多且难以理解、实验设备昂贵等问题,利用Matlab GUI开发了教学仿真系统软件。该系统包含了半导体物理和半导体器件中基本概念的典型物理模型,具有交互性强、界面友好、操作简单、图像动态性强等特点... 针对《半导体器件物理》课程物理概念多且难以理解、实验设备昂贵等问题,利用Matlab GUI开发了教学仿真系统软件。该系统包含了半导体物理和半导体器件中基本概念的典型物理模型,具有交互性强、界面友好、操作简单、图像动态性强等特点。该系统用于《半导体器件物理》的辅助教学,有助于加深学生对该课程内容的理解和掌握,激发学生的学习兴趣和提高课堂教学效果。 展开更多

关键词 半导体器件 半导体物理 MATLAB图形用户界面 仿真

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通用二维半导体器件模拟软件的设计 被引量：8

3

作者 贡顶 王建国 +4 位作者 张殿辉 张相华 韩峰 童长江 张茂钰 《计算物理》 CSCD 北大核心 2007年第2期247-252,共6页

介绍自行研制的通用二维半导体器件模拟软件GSS,该软件的求解器同时实现了漂移扩散模型和流体动力学模型,可对多种材料、不同结构的器件进行稳态和瞬态计算.作为算例,应用该软件对NPN三极管和MESFET管进行了数值模拟,给出了IV曲线、电... 介绍自行研制的通用二维半导体器件模拟软件GSS,该软件的求解器同时实现了漂移扩散模型和流体动力学模型,可对多种材料、不同结构的器件进行稳态和瞬态计算.作为算例,应用该软件对NPN三极管和MESFET管进行了数值模拟,给出了IV曲线、电子密度分布和温度变化等. 展开更多

关键词 TCAD 半导体数值模拟 流体力学模型 漂移扩散模型

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浅谈“半导体器件物理”教学改革 被引量：8

4

作者 钟英辉 弓巧侠 +2 位作者 李梦珂 马刘红 段智勇 《电气电子教学学报》 2021年第2期27-29,共3页

半导体有源器件和无源元件是构成各种集成电路的基本要素,其中半导体有源器件是决定集成电路性能的核心元件,“半导体器件物理”课程是电子科学与技术学科重要的专业基础课程。本文针对学生专业基础薄弱、技术发展日新月异、纯理论课堂... 半导体有源器件和无源元件是构成各种集成电路的基本要素,其中半导体有源器件是决定集成电路性能的核心元件,“半导体器件物理”课程是电子科学与技术学科重要的专业基础课程。本文针对学生专业基础薄弱、技术发展日新月异、纯理论课堂教学效果不佳等问题,提出构建系统知识框架、探索虚拟仿真实践教学模式、建设课程网络学习平台等改革措施。通过以上措施夯实学生微电子专业基础,提高学生动手实践能力和创新意识。 展开更多

关键词 半导体器件 集成电路 虚拟仿真

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空间电子辐照下半导体器件的抗辐射屏蔽优化 被引量：4

5

作者 徐加强 王传珊 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2003年第3期259-262,共4页

该文探讨了在地球同步轨道辐照环境下对半导体器件的抗辐射屏蔽问题.针对我国空间飞行器中对半导体器件较常用的局部屏蔽加固的方法,在M-C计算机模拟的基础上对屏蔽层材料及其厚度进行了优化设计.

关键词 抗辐射屏蔽 能量沉积 半导体器件 Monte—Carlo

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半导体器件／电路混合模拟及其在HPM效应中的应用 被引量：7

6

作者 宣春 贡顶 +1 位作者 谢海燕 王建国 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期424-428,441,共6页

建立了自行研制的通用二维半导体器件数值模拟软件GSRES与电子电路仿真软件SPICE的接口;实现了半导体器件/电路混合模拟功能,从而将电子系统的高功率微波效应模拟容纳到电路模拟的框架下;给出对CMOS反相器及典型数字电路的混合模拟算例... 建立了自行研制的通用二维半导体器件数值模拟软件GSRES与电子电路仿真软件SPICE的接口;实现了半导体器件/电路混合模拟功能,从而将电子系统的高功率微波效应模拟容纳到电路模拟的框架下;给出对CMOS反相器及典型数字电路的混合模拟算例。计算结果验证了该方法的可行性及有效性. 展开更多

关键词 半导体器件 电子系统 高功率微波 混合模拟

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机电混合式有载分接开关电弧电流转移过程 被引量：7

7

作者 宋冬冬 董彪 +1 位作者 李鹏程 杜海江 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2164-2174,共11页

为阐明电弧电流转移的过程、机理和影响因素,确定不同半导体器件转移电弧电流的差异,针对机电混合式有载分接开关测试平台进行了试验研究。在理论分析影响电弧电流转移速率关键参数的基础上,分别建立了基于快速控制原型系统的无分流机... 为阐明电弧电流转移的过程、机理和影响因素,确定不同半导体器件转移电弧电流的差异,针对机电混合式有载分接开关测试平台进行了试验研究。在理论分析影响电弧电流转移速率关键参数的基础上,分别建立了基于快速控制原型系统的无分流机制及有分流机制电路,获取了固定开断相位下电弧电流的转移参数。通过功率器件测试电路,得到晶闸管(silicon controlled rectifier,SCR)、金属氧化物半导体场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)和绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的特性参数,确定了电弧电流转移条件及工作机理。通过汇总3种功率器件的关键参数,总结了不同器件在电弧电流转移及开通过程方面的差异。研究结果表明:MOSFET并联支路可实现电弧电流转移参数最优,开关燃弧能量在10-3 J量级,分别约为IGBT和SCR结构相应参数的6.4%和9.3%,电弧电流转移时间<50μs,分别约为IGBT和SCR的85.3%和61.1%。该项工作可为后续研究基于全控器件的机电混合式有载分接开关样机提供参考。 展开更多

关键词 机电混合式有载分接开关 半导体器件 电弧电流 转移过程 建模仿真 小波滤波

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IGCT功能仿真模型及其应用 被引量：5

8

作者 千金 刘文华 +1 位作者 范子超 宋强 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2006年第6期126-130,共5页

集成门极换流晶闸管(IntegratedGateCommutatedThyristors,简称IGCT)以其优越的性能,在中、高压大功率变换器领域得到越来越广泛的应用。本文在SIMPLORER仿真平台下建立了IGCT器件的功能仿真模型;介绍了建模原理及模型结构。根据5SHY35L... 集成门极换流晶闸管(IntegratedGateCommutatedThyristors,简称IGCT)以其优越的性能,在中、高压大功率变换器领域得到越来越广泛的应用。本文在SIMPLORER仿真平台下建立了IGCT器件的功能仿真模型;介绍了建模原理及模型结构。根据5SHY35L4510型IGCT给出的主要参数进行了电路仿真。根据仿真结果,分析了电路中各参数对器件开关瞬态过程电压、电流的影响。 展开更多

关键词 电力半导体器件 逆变器 软件 仿真/集成门极换流晶闸管

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3Ddevice:半导体器件及其辐照损伤效应仿真软件系统 被引量：6

9

作者 黄成梓 白石阳 +7 位作者 王芹 马召灿 张倩茹 刘田田 桂升 卢本卓 陈旻昕 李鸿亮 《数值计算与计算机应用》 2020年第2期121-142,共22页

本文介绍我们开发的一款适用于半导体器件及其辐照损伤效应定量模拟的三维并行仿真应用软件平台3Ddevice.该软件由中国科学院数学与系统科学研究院和中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心联合开发,能直接解算半导体器件的电学响应... 本文介绍我们开发的一款适用于半导体器件及其辐照损伤效应定量模拟的三维并行仿真应用软件平台3Ddevice.该软件由中国科学院数学与系统科学研究院和中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心联合开发,能直接解算半导体器件的电学响应性质及其氧化物层在电离辐照下带电缺陷与界面态缺陷累积动力学过程,计算器件损伤后的电学响应偏移.我们已经实现器件电离辐照总剂量效应以及低剂量率增强效应定量模拟,模拟结果与实验数据吻合良好.软件采用C/S架构,分为本地客户端与远程计算端两大子系统.客户端由总控模块、前处理模块、通信模块以及后处理模块组成.总控模块主要的功能是求解器挂载、数值模拟流程搭建与管理.前处理模块主要功能是器件几何建模以及网格生成与优化.通信模块主要功能是求解器参数初始化与硬件系统状态监控.后处理模块主要功能是数值模拟结果可视化与数据分析.计算端基于三维并行自适应有限元平台[1](PHG)开发,目前包括半导体器件模拟器(DevSim),电离辐照损伤模拟器(TIDSim).上述求解器采用MPI通讯技术,支持大规模分布式并行,已实现十亿量级网格单元数的器件电离损伤及电学响应模拟.本文介绍的仿真软件系统是一个初级版本,将会得到持续开发更新,它的详细使用方法请参照并以软件使用说明书为准. 展开更多

关键词 器件模拟 辐照损伤效应 网格生成 可视化系统 有限元

原文传递

基于MATLAB的PN结形成过程蒙特卡罗程序研发

10

作者 龚丽 赵宇 +8 位作者 王春龙 徐攀峰 刘雯 李一杰 梁友君 许媛媛 朱江 康晓民 康晓珅 《辽宁大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期179-183,共5页

本文基于蒙特卡罗随机行走的思想,用概率和随机抽样模拟PN结形成过程中载流子的运动以及动态分布,解决平衡态PN结电势所满足的泊松方程过于复杂、难以计算以及模拟的问题.利用MATLAB软件将演化过程中的载流子的运动过程可视化,并且将平... 本文基于蒙特卡罗随机行走的思想,用概率和随机抽样模拟PN结形成过程中载流子的运动以及动态分布,解决平衡态PN结电势所满足的泊松方程过于复杂、难以计算以及模拟的问题.利用MATLAB软件将演化过程中的载流子的运动过程可视化,并且将平衡态PN结的电势分布可视化.该方法可通过模拟载流子的运动规律及分布了解PN结的形成过程,进而及时对物理模型进行修正.该程序实现手段简便,物理图像清晰,可以用于半导体物理等相关课程的课堂教学. 展开更多

关键词 蒙特卡罗方法 PN结 随机抽样 半导体器件模拟

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三维半导体器件漂移扩散模型的并行有限元方法研究 被引量：6

11

作者 王芹 马召灿 +3 位作者 白石阳 张林波 卢本卓 李鸿亮 《数值计算与计算机应用》 2020年第2期85-104,共20页

本文设计了一种新的三维自适应迎风稳定化有限元方法(SUPG-IP),并对比研究了几种半导体器件模拟的并行有限元方法.数值模拟结果表明:稳定化有限元方法适用于大偏压以及高掺杂器件模拟;而经典的Zlamal有限元方法更适用于计算半导体器件... 本文设计了一种新的三维自适应迎风稳定化有限元方法(SUPG-IP),并对比研究了几种半导体器件模拟的并行有限元方法.数值模拟结果表明:稳定化有限元方法适用于大偏压以及高掺杂器件模拟;而经典的Zlamal有限元方法更适用于计算半导体器件的电学响应曲线.我们基于三维并行自适应有限元平台PHG开发了半导体器件漂移扩散模型求解器DevSim,并对几种典型的半导体器件进行了模拟测试.计算结果与商业软件Sentaurus吻合较好,验证了算法的有效性.我们对PN结进行了超大规模网格并行模拟测试,网格达8亿单元并使用2048进程计算,展示了算法良好的并行可扩展性. 展开更多

关键词 半导体器件 漂移扩散模型 有限元方法 并行数值模拟 DevSim

原文传递

绝缘层材料及结构对薄膜晶体管性能的影响 被引量：5

12

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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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

13

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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半导体器件模拟中的一种三角网格生成方法 被引量：2

14

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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ATX电源中功率半导体元件散热技术研究 被引量：3

15

作者 陈镇宇 李勇 +1 位作者 曾志新 欧元贤 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1281-1284,共4页

测试了三种类型ATX电源在相同条件下工作时半导体器件的发热温度,计算了其发热功耗,对比了不同种类电源在运作过程中的散热性能。实验结果表明,热管散热电源凭借热管极强的导热性能,配合风扇的对流导热,相对传统的散热模块,有效地解决了... 测试了三种类型ATX电源在相同条件下工作时半导体器件的发热温度,计算了其发热功耗,对比了不同种类电源在运作过程中的散热性能。实验结果表明,热管散热电源凭借热管极强的导热性能,配合风扇的对流导热,相对传统的散热模块,有效地解决了ATX电源半导体器件的散热问题,极大地提高了电源的可靠性。最后利用ICEPAK电子散热分析软件模拟了不同类型ATX电源的发热情况,模拟结果与实验测试数据基本符合。 展开更多

关键词 ATX电源 半导体器件 微热管散热 模拟分析

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一种可扩展的三维半导体器件并行数值模拟算法 被引量：3

16

作者 成杰 张林波 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期439-448,共10页

在基于漂移-扩散模型的三维半导体器件数值模拟中,通过有限体积法进行数值离散,采用完全耦合的牛顿迭代求解非线性代数方程组,并使用基于代数多重网格预条件子的GMRES方法求解牛顿迭代中的线性方程组,构造一种稳健且高度可扩展的非结构... 在基于漂移-扩散模型的三维半导体器件数值模拟中,通过有限体积法进行数值离散,采用完全耦合的牛顿迭代求解非线性代数方程组,并使用基于代数多重网格预条件子的GMRES方法求解牛顿迭代中的线性方程组,构造一种稳健且高度可扩展的非结构四面体网格上求解半导体方程的并行算法.基于PHG平台实现该算法的并行计算程序,并对PN结和MOS场效应晶体管等问题进行了最大网格规模达到5亿单元、最大并行规模达到1 024进程的大规模数值模拟实验,结果表明,该算法计算效率高,可扩展性好. 展开更多

关键词 三维半导体器件 漂移-扩散模型 并行数值模拟 有限体积方法 代数多重网格方法

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半导体器件瞬态模拟的对称正定混合元方法 被引量：2

17

作者 羊丹平 《应用数学学报》 CSCD 北大核心 2000年第3期444-456,共13页

提出具有对称正定特性的混合元格式求解非稳态半导体器件瞬态模拟问题．提出一个最小二乘混合元方法、一个新的具有分裂和对称正定性质的混合元格式和一个解经典混合元方程的对称正定迭代格式求解电场位势和电场强度方程；提出一个最小... 提出具有对称正定特性的混合元格式求解非稳态半导体器件瞬态模拟问题．提出一个最小二乘混合元方法、一个新的具有分裂和对称正定性质的混合元格式和一个解经典混合元方程的对称正定迭代格式求解电场位势和电场强度方程；提出一个最小二乘混合元格式求解关于电子与空穴浓度的非稳态对流扩散方程，浓度函数和流函数被同时求解；采用标准的有限元方法求解热传导方程．建立了误差分析理论。 展开更多

关键词 半导体器件 数值模拟 对称正定混合元 瞬态模拟

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应用于半导体器件钝化的类金刚石膜仿真模型的建立 被引量：1

18

作者 王亚飞 戴小平 周维 《大功率变流技术》 2016年第4期34-37,共4页

为建立类金刚石膜材料仿真模型,采用PECVD法在石英及硅衬底沉积出适用于功率半导体器件钝化的类金刚石膜,借助光谱吸收法测量其禁带宽度,结合材料电特性、能带结构及其与衬底的相互作用,将材料在Silvaco ATLAS器件仿真系统中重现。结果... 为建立类金刚石膜材料仿真模型,采用PECVD法在石英及硅衬底沉积出适用于功率半导体器件钝化的类金刚石膜,借助光谱吸收法测量其禁带宽度,结合材料电特性、能带结构及其与衬底的相互作用,将材料在Silvaco ATLAS器件仿真系统中重现。结果表明,材料模型的电特性仿真数据与实验数据相关性达0.9以上。该仿真模型可应用于优化类金刚石膜钝化工艺,研究类金刚石膜材料掺杂特性。 展开更多

关键词 半导体器件 类金刚石膜 钝化 Silvaco ATLAS 仿真模型

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“半导体器件实验”课程改革探索与实践 被引量：1

19

作者 雷冰洁 张国和 +1 位作者 程军 雷绍充 《电气电子教学学报》 2019年第4期134-136,共3页

“半导体器件实验”是微电子科学与工程专业的重要必修课程。以往的实验教学中存在与理论教学脱节,与工业界标准相差甚远以及实验仪器昂贵等问题。通过建立基于实际代工工艺的半导体集成电路器件模拟测试教学实验平台,模拟最新工业标准... “半导体器件实验”是微电子科学与工程专业的重要必修课程。以往的实验教学中存在与理论教学脱节,与工业界标准相差甚远以及实验仪器昂贵等问题。通过建立基于实际代工工艺的半导体集成电路器件模拟测试教学实验平台,模拟最新工业标准的半导体器件的特性,使学生深入理解半导体器件的理论知识,培养创新型人才。 展开更多

关键词 半导体器件实验 模拟测试 电子设计自动化

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一种基于四叉树的半导体三角网格生成方法

20

作者 夏君 吴金 +2 位作者 杨廉峰 刘其贵 魏同立 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 2000年第2期38-42,共5页

通过对半导体器件模拟中网格划分原理的分析 ,提出了一种基于四叉树结构的有限元三角网格生成方法 ,进行了面向对象的编程实现 .结果表明 。

关键词 三角网格 四叉树 半导体器件 模拟 生成方法

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