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GaN基Micro-LED反向漏电流失效机理分析
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作者 王伟 张腾飞 王绶玙 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1539-1546,共8页
针对GaN基蓝光Micro-LED芯片,采用温度应力和电压应力的实验方法研究了其反向漏电流失效机理。结果表明,在温度应力下,Micro-LED芯片退化前的反向漏电流主要由多步热辅助隧穿电流构成,且受Poole-Frenkel(PF)隧穿机制影响;电压应力(-85V... 针对GaN基蓝光Micro-LED芯片,采用温度应力和电压应力的实验方法研究了其反向漏电流失效机理。结果表明,在温度应力下,Micro-LED芯片退化前的反向漏电流主要由多步热辅助隧穿电流构成,且受Poole-Frenkel(PF)隧穿机制影响;电压应力(-85V)退化后,反向漏电流会随着应力时间的延长而增大,此时由多步热辅助隧穿电流转换为空间电荷限制电流机制(SCLC)。通过分析退化前后的能带图得知,长时间的电压应力会发生击穿现象,导致Micro-LED芯片内部电场剧烈变化,电子能够以高能量碰撞到晶格原子,产生大量的载流子,从而增加了非辐射复合率,使得反向漏电流由原来的1.9766×10^(-7)A增大到1.5834×10^(-4)A。 展开更多
关键词 Micro-LED 失效机制 非辐射复合 遂穿通道 反向漏电流
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1310nm InGaAsP多结激光电池
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作者 秦杰 孙玉润 +3 位作者 于淑珍 王安成 尹佳静 董建荣 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第8期658-664,共7页
针对现有1 310 nm激光电池(LPC)的低输出电压难以满足电子器件供电需求的问题,采用多结叠层结构设计,制备了六结InGaAsP 1 310 nm LPC并进行了测试。测试结果表明,在功率密度为57.5 W/cm^(2)的激光照射下,六结LPC的光电转换效率为31.0%... 针对现有1 310 nm激光电池(LPC)的低输出电压难以满足电子器件供电需求的问题,采用多结叠层结构设计,制备了六结InGaAsP 1 310 nm LPC并进行了测试。测试结果表明,在功率密度为57.5 W/cm^(2)的激光照射下,六结LPC的光电转换效率为31.0%,开路电压(Voc)超过3.6 V,实现了高的输出电压。六结LPC的短路电流随温度的升高而降低,当激光功率密度为13.25 W/cm^(2)时,Voc的温度系数为-9.61 mV/K。复合电流严重影响LPC的填充因子和光电转换效率,利用双二极管模型拟合了变温I-V曲线,研究了内部参数与温度的变化关系,表明陷阱辅助隧穿过程是导致LPC高复合电流的主要原因。 展开更多
关键词 激光电池(LPC) 多结叠层 1310 nm 复合电流 陷阱辅助隧穿
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CMOS反相器的快上升沿强电磁脉冲损伤特性 被引量:1
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作者 梁其帅 柴常春 +3 位作者 吴涵 李福星 刘彧千 杨银堂 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期75-83,共9页
随着电磁环境的日益复杂,保证集成电路(IC)的可靠性成为一个巨大的挑战。在此基础上,通过对CMOS反相器的仿真和实验研究,研究了快上升沿电磁脉冲(EMP)引起的陷阱辅助隧穿(TAT)效应。对此进行了详细的机理分析用于解释其物理损伤过程。EM... 随着电磁环境的日益复杂,保证集成电路(IC)的可靠性成为一个巨大的挑战。在此基础上,通过对CMOS反相器的仿真和实验研究,研究了快上升沿电磁脉冲(EMP)引起的陷阱辅助隧穿(TAT)效应。对此进行了详细的机理分析用于解释其物理损伤过程。EMP感应电场在氧化层中产生陷阱和泄漏电流,从而导致器件的输出退化和热失效。建立了退化和失效的理论模型,以描述输出退化及热积累对EMP特征的依赖性。温度分布函数由半导体中的热传导方程导出。基于TLP测试系统进行的相应实验证实了出现的性能退化,与机理分析一致。Sentaurus TCAD的仿真结果表明,EMP引起的损坏是由栅极氧化层中发生的TAT电流路径引起的,这也是器件的易烧坏位置。此外,还讨论了器件失效与脉冲上升沿的关系。本文的机理分析有助于加强其他半导体器件的EMP可靠性研究,可以对CMOS数字集成电路的EMP加固提出建议。 展开更多
关键词 CMOS反相器 电磁脉冲 陷阱辅助隧穿 机理分析
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Investigation of gate oxide traps effect on NAND flash memory by TCAD simulation
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作者 He-Kun Zhang Xuan Tian +6 位作者 Jun-Peng He Zhe Song Qian-Qian Yu Liang Li Ming Li Lian-Cheng Zhao Li-Ming Gao 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第3期448-454,共7页
The effects of gate oxide traps on gate leakage current and device performance of metal–oxide–nitride–oxide–silicon(MONOS)-structured NAND flash memory are investigated through Sentaurus TCAD. The trap-assisted tu... The effects of gate oxide traps on gate leakage current and device performance of metal–oxide–nitride–oxide–silicon(MONOS)-structured NAND flash memory are investigated through Sentaurus TCAD. The trap-assisted tunneling(TAT)model is implemented to simulate the leakage current of MONOS-structured memory cell. In this study, trap position, trap density, and trap energy are systematically analyzed for ascertaining their influences on gate leakage current, program/erase speed, and data retention properties. The results show that the traps in blocking layer significantly enhance the gate leakage current and also facilitates the cell program/erase. Trap density ~10^(18) cm^(-3) and trap energy ~ 1 eV in blocking layer can considerably improve cell program/erase speed without deteriorating data retention. The result conduces to understanding the role of gate oxide traps in cell degradation of MONOS-structured NAND flash memory. 展开更多
关键词 NAND flash reliability GATE oxide trapS trap-assisted tunneling TCAD simulation
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Ge_2Sb_2Te_5相变存储器导电机制研究
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作者 李亦清 王子欧 +2 位作者 李有忠 陈智 毛凌锋 《功能材料与器件学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期470-475,共6页
本文研究了Ge2Sb2Te5相变存储器的导电机制。本文考虑了实验中观察到的场致激活能的非线性下降以及结晶化后跳跃间距变大带来的影响,提出了一种有效导带底偏移模型,并在此基础上建立了修正的电流模型。计算结果表明,激活能随电压增加呈... 本文研究了Ge2Sb2Te5相变存储器的导电机制。本文考虑了实验中观察到的场致激活能的非线性下降以及结晶化后跳跃间距变大带来的影响,提出了一种有效导带底偏移模型,并在此基础上建立了修正的电流模型。计算结果表明,激活能随电压增加呈双曲余切的下降趋势,符合测量结果。该模型还包含了温度效应,结果表明跳跃间距与温度成反比。最后的计算结果与不同温度下的I-V测量结果一致,和实验观察到的I-V特征也很好地吻合。 展开更多
关键词 Ge2Sb2Te5 相变存储器 跳跃导电 陷阱辅助隧穿
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氮化镓基高电子迁移率晶体管栅电流输运机制研究
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作者 焦晋平 任舰 +1 位作者 闫大为 顾晓峰 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期106-110,共5页
制备了与AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管栅极结构与性能等效的圆形肖特基二极管结构,测量了器件的变温电流-电压特性,研究其在正向与反向偏压条件下的载流子输运过程。结果表明:(1)正向低偏压线形区的电流主要为缺陷辅助隧穿电流,而体电... 制备了与AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管栅极结构与性能等效的圆形肖特基二极管结构,测量了器件的变温电流-电压特性,研究其在正向与反向偏压条件下的载流子输运过程。结果表明:(1)正向低偏压线形区的电流主要为缺陷辅助隧穿电流,而体电阻效应显著的高偏压区,经典热发射机制占主导地位;(2)AlGaN势垒层中的极化电场对器件的反向漏电流起重要作用,载流子的主要输运过程为Frenkel-Poole发射机制。 展开更多
关键词 铝镓氮 氮化镓 肖特基二极管 缺陷辅助隧穿 热发射 Frenkel-Poole发射
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Influence of trap-assisted tunneling on trap-assisted tunneling current in double gate tunnel field-effect transistor 被引量:1
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作者 蒋智 庄奕琪 +2 位作者 李聪 王萍 刘予琪 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第2期463-467,共5页
Trap-assisted tunneling(TAT) has attracted more and more attention, because it seriously affects the sub-threshold characteristic of tunnel field-effect transistor(TFET). In this paper, we assess subthreshold perf... Trap-assisted tunneling(TAT) has attracted more and more attention, because it seriously affects the sub-threshold characteristic of tunnel field-effect transistor(TFET). In this paper, we assess subthreshold performance of double gate TFET(DG-TFET) through a band-to-band tunneling(BTBT) model, including phonon-assisted scattering and acoustic surface phonons scattering. Interface state density profile(D_(it)) and the trap level are included in the simulation to analyze their effects on TAT current and the mechanism of gate leakage current. 展开更多
关键词 trap-assisted tunneling (TAT) tunnel field-effect transistors (TFETs) optical phonon scattering (OP) acoustic phonon scattering (AP)
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SPAD探测器深n阱保护环宽度对暗计数噪声的影响
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作者 董杰 刘丹璐 +1 位作者 许唐 徐跃 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第12期979-984,共6页
为了探究单光子雪崩二极管(SPAD)器件的保护环宽度(W_(GR))对暗计数噪声的影响,基于标准180 nm CMOS工艺,设计了以低浓度掺杂深n阱(DNW)为保护环的p阱(PW)/DNW结构,通过实验和TCAD仿真研究了W_(GR)对暗计数噪声的影响。实验结果表明,当W... 为了探究单光子雪崩二极管(SPAD)器件的保护环宽度(W_(GR))对暗计数噪声的影响,基于标准180 nm CMOS工艺,设计了以低浓度掺杂深n阱(DNW)为保护环的p阱(PW)/DNW结构,通过实验和TCAD仿真研究了W_(GR)对暗计数噪声的影响。实验结果表明,当W_(GR)从1μm增加到2μm时,室温下SPAD器件的暗计数率(DCR)从79 kHz显著减小到17 kHz;当W_(GR)从2μm增加到3μm时,DCR不再发生明显变化。TCAD仿真揭示了当W_(GR)从2μm减小到1μm时,保护环区域的电场强度增长较大,导致缺陷辅助隧穿(TAT)效应引起的暗计数显著增加。当W_(GR)增加到2μm以上时,保护环区域的电场强度不再降低,继续增大W_(GR)对降低DCR不再有效,反而会导致SPAD器件填充因子减小。因此DNW W_(GR)为2μm的SPAD器件在具有低暗计数率的同时又有较小的尺寸,有利于高密度阵列的集成。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管(SPAD) 暗计数率(DCR) 保护环 缺陷辅助隧穿(TAT) 激活能
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InGaN/GaN多量子阱LED的电特性研究 被引量:1
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作者 陈燕文 文静 +2 位作者 文玉梅 李平 王三山 《半导体光电》 CAS 北大核心 2015年第1期42-47,共6页
针对InGaN/GaN多量子阱LED,分析了占据能态高于势垒的载流子和低于势垒的载流子参与的电流输运机制,从而推导出对应能态电流输运机制下的电流-电压关系,以及理想因子与温度的变化规律。实验结果证实,在低注入强度下,由材料缺陷引入的深... 针对InGaN/GaN多量子阱LED,分析了占据能态高于势垒的载流子和低于势垒的载流子参与的电流输运机制,从而推导出对应能态电流输运机制下的电流-电压关系,以及理想因子与温度的变化规律。实验结果证实,在低注入强度下,由材料缺陷引入的深能级辅助隧穿输运机制占主导,电流电压特性符合相应的推导结果,随着注入强度的增大,参与扩散-复合输运机制的载流子逐渐增加,温度对输运机制的影响逐渐增大。 展开更多
关键词 发光二极管 陷阱辅助隧穿电流 电特性 理想因子 LIGHT-EMITTING DIODE (LED)
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质子辐照作用下浮栅单元的数据翻转及错误退火
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作者 刘晔 郭红霞 +6 位作者 琚安安 张凤祁 潘霄宇 张鸿 顾朝桥 柳奕天 冯亚辉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期383-389,共7页
本文利用60 MeV质子束流,开展了NAND(not and)flash存储器的质子辐照实验,获取了浮栅单元的单粒子翻转截面,分析了浮栅单元错误的退火规律,研究了质子辐照对浮栅单元的数据保存能力的影响.实验结果表明,浮栅单元单粒子翻转截面随质子能... 本文利用60 MeV质子束流,开展了NAND(not and)flash存储器的质子辐照实验,获取了浮栅单元的单粒子翻转截面,分析了浮栅单元错误的退火规律,研究了质子辐照对浮栅单元的数据保存能力的影响.实验结果表明,浮栅单元单粒子翻转截面随质子能量的升高而增大,随质子注量的升高而减小.浮栅单元错误随着退火时间的推移持续增多,该效应在低能量质子入射时更为明显.经质子辐照后,浮栅单元的数据保存能力有明显的退化.分析认为高能质子通过与靶原子的核反应,间接电离导致浮栅单元发生单粒子翻转,翻转截面与质子注量的相关性是因为浮栅单元单粒子敏感性的差异.质子引起的非电离损伤会在隧穿氧化层形成部分永久性的缺陷损伤,产生可以泄漏浮栅电子的多辅助陷阱导电通道,导致浮栅单元错误增多及数据保存能力退化. 展开更多
关键词 FLASH存储器 /质子辐照 /单粒子翻转 /多陷阱辅助导电通道
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级联倍增InAlAs/InAlGaAs雪崩光电二极管暗电流成分分析
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作者 张承 黄晓峰 +6 位作者 迟殿鑫 唐艳 王立 柴松刚 崔大健 莫才平 高新江 《半导体光电》 CAS 北大核心 2020年第1期20-24,共5页
实验制备了级联倍增InAlAs/InAlGaAs雪崩光电二极管,对二极管暗电流随台面直径和温度的变化进行了研究分析。结合暗电流函数模型,利用Matlab软件对暗电流的各成分进行了数值计算,并仿真研究了芯片结构的缺陷浓度Nt和表面复合速率S对暗... 实验制备了级联倍增InAlAs/InAlGaAs雪崩光电二极管,对二极管暗电流随台面直径和温度的变化进行了研究分析。结合暗电流函数模型,利用Matlab软件对暗电流的各成分进行了数值计算,并仿真研究了芯片结构的缺陷浓度Nt和表面复合速率S对暗电流的影响。结果表明,二极管暗电流主要来自于体暗电流,而非表面漏电流。在工作点偏压90V处,受缺陷影响的缺陷辅助隧穿电流Itat在暗电流中占据了主导,并推算出了芯片结构的缺陷浓度Nt约为1019 m-3、吸收区中的缺陷浓度NInGaAs约为7×1015 m-3。由于芯片结构的缺陷主要来源于InAlAs/InAlGaAs倍增区和InGaAs吸收区,而吸收区缺陷占比很少,因此认为缺陷主要来自于异质结InAlAs/InAlGaAs倍增区。 展开更多
关键词 InAlAs/InAlGaAs雪崩光电二极管 暗电流 表面漏电流 缺陷辅助隧穿电流 缺陷浓度
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Modeling of trap-assisted tunneling on performance of charge trapping memory with consideration of trap position and energy level
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作者 伦志远 李云 +3 位作者 赵凯 杜刚 刘晓彦 王漪 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第8期447-451,共5页
In this work, the trap-assisted tunneling(TAT) mechanism is modeled as a two-step physical process for charge trapping memory(CTM). The influence of the TAT mechanism on CTM performance is investigated in consider... In this work, the trap-assisted tunneling(TAT) mechanism is modeled as a two-step physical process for charge trapping memory(CTM). The influence of the TAT mechanism on CTM performance is investigated in consideration of various trap positions and energy levels. For the simulated CTM structure, simulation results indicate that the positions of oxide traps related to the maximum TAT current contribution shift towards the substrate interface and charge storage layer interface during time evolutions in programming and retention operations, respectively. Lower programming voltage and retention operations under higher temperature are found to be more sensitive to tunneling oxide degradation. 展开更多
关键词 trap assisted tunneling charge trapping memory tunneling oxide degradation
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The conduction mechanism of stress induced leakage current through ultra-thin gate oxide under constant voltage stresses 被引量:1
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作者 王彦刚 许铭真 +2 位作者 谭长华 Zhang J. F 段小蓉 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2005年第9期1886-1891,共6页
The conduction mechanism of stress induced leakage current (SILC) through 2nm gate oxide is studied over a gate voltage range between 1.7V and stress voltage under constant voltage stress (CVS). The simulation res... The conduction mechanism of stress induced leakage current (SILC) through 2nm gate oxide is studied over a gate voltage range between 1.7V and stress voltage under constant voltage stress (CVS). The simulation results show that the SILC is formed by trap-assisted tunnelling (TAT) process which is dominated by oxide traps induced by high field stresses. Their energy levels obtained by this work are approximately 1.9eV from the oxide conduction band, and the traps are believed to be the oxygen-related donor-like defects induced by high field stresses. The dependence of the trap density on stress time and oxide electric field is also investigated. 展开更多
关键词 stress induced leakage current oxygen-related donor-like defects trap-assisted tunnelling ultra-thin gate oxide
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