导读:本文包含了热载流子论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:载流子,可靠性,晶体管,探测器,半导体,高压,功率。
热载流子论文文献综述
何玉娟,刘远,章晓文[1]（2019）在《基于低频噪声的65nm工艺NMOS器件热载流子注入效应分析》一文中研究指出随着器件特征尺寸的缩小,半导体器件受到热载流子注入(HCI)导致的损伤越来越小,采用常用的I-V测试方法很难获得其内部陷阱电荷的准确数据。采用I-V测试和低频噪声测试相结合的方式,分析了65 nm工艺NMOS器件HCI时的特性变化,采用低频噪声技术计算出HCI效应前后氧化层陷阱电荷和界面态陷阱电荷变化量,以及栅氧化层附近陷阱密度情况。通过I-V测试方法只能计算出HCI效应诱生的陷阱电荷变化量,对于其陷阱电荷的分布情况却无法计算,而相比于常用的I-V测试方式,低频噪声测试能更准确计算出随HCI后器件界面态陷阱电荷和氧化层陷阱电荷的具体数值及其HCI效应诱生变化值,并计算出氧化层附近的陷阱电荷空间分布情况。(本文来源于《半导体技术》期刊2019年07期）
郭荣[2]（2019）在《几类半导体材料热载流子动力学的研究》一文中研究指出光伏器件的光电转换效率已成为时下最热的话题之一。半导体光伏器件中光激发的热载流子会通过发射声子的方式弛豫到带隙边缘,但这一过程会损失大量的能量,从而限制太阳能电池的光电转换效率。我们设想若能把热载流子在弛豫到带边前提取出来并产生电流,那么在理论上会使太阳能电池的光电转换效率提高近一倍。本论文通过基于密度泛函理论(density functional theory,DFT)的第一性原理方法,结合非绝热分子动力学,研究了无机钙钛矿SrSnX_3(X=S,Se)与二维范德华异质结g-C_3N_4/MoS_2的热载流子弛豫动力学,并在此基础上详细阐述了影响热载流子弛豫时间快慢的物理量。具体内容如下:(1)我们比较了SrSnS_3和SrSnSe_3中的热电子和热空穴的弛豫动力学,结果表明:对于不同态上热载流子的弛豫动力学在很大程度上与硫系元素有关;在激发能级相同的情况下,由于非绝热耦合强度(nonadiabatic couplings,NAC)的不同,SrSnS_3中热电子和热空穴的弛豫时间比SrSnSe_3快;而且,两个体系中热空穴衰减到低能级的速度总体比热电子要快很多,这是价带中带隙间距较小的缘故。一般而言,我们所研究体系的热载流子的弛豫时间比其它有机/无机钙钛矿要长。(2)我们对g-C_3N_4/MoS_2异质结中热载流子的弛豫过程进行探讨,计算结果表明:该体系能级显示出典型的二类半导体排列方式,热载流子的弛豫动力学主要依赖于非绝热耦合强度、能级差和退相时间这几个因素;由于价带中不同态之间耦合强度比导带要强得多,所以热空穴的衰减速度比热电子快;此外,热空穴的弛豫过程涉及到了相同层和不同层之间的转移,这可能也是造成其快速衰减的原因之一。基于以上这些描述,我们知道不管是无机钙钛矿SrSnX_3(X=S,Se)或是g-C_3N_4/MoS_2异质结,其动力学结果表明这两种材料都是很优异的光电材料,在光电领域都具有潜在的应用前景。(本文来源于《内蒙古大学》期刊2019-04-19）
杨翰琪,刘小红,吕康,魏家行,孙伟锋[3]（2018）在《5 V pMOS器件的热载流子注入退化机理》一文中研究指出研究了低压pMOS器件热载流子注入HCI(Hot-Carrier Injection)退化机理,分析了不同的栅压应力下漏极饱和电流(Idsat)退化出现不同退化趋势的原因。结合实测数据并以实际样品为模型进行了器件仿真,研究表明,快界面态会影响pMOS器件迁移率,导致Idsat的降低;而电子注入会降低pMOS器件阈值电压(Vth),导致Idsat的上升。当栅压为-7.5 V时,界面态的产生是导致退化的主要因素,在栅压为-2.4 V的应力条件下,电子注入在热载流子退化中占主导作用。(本文来源于《电子器件》期刊2018年05期）
苗彬彬,苏庆[4]（2018）在《N型高压DDDMOS热载流子损伤研究》一文中研究指出高压场效应管是BCD工艺中的核心器件,常用有LDMOS(Lateral-Double-Diffused MOS,横向双扩散场效应晶体管)和DDDMOS(Double-Diffuse-Drain MOS,双扩散漏场效应晶体管)两种。由于DDDMOS实现结构简单且工艺流程与传统CMOS工艺兼容,被大量应用于LCD驱动电路,电源芯片管理电路等对耐压要求不高的高压电路。随着DDDMOS器件尺寸的不断缩小和集成度的不断提高,其热载流子注入(HCI)损伤却变得越来越严重。分析N型高压双扩散漏MOSFET的热载流子注入效应,有针对性地对轻掺杂区的工艺条件进行优化,并分析其对N型DDDMOS HCI可靠性的影响,重点研究了在保持晶体管性能不变且不增加工艺成本的条件下如何改善N型HV DDDMOS的HCI,延长器件的HCI寿命使之达到业界的实用标准,为高压DDDMOS器件可靠性优化提供重要参考。(本文来源于《集成电路应用》期刊2018年08期）
方云超[5]（2018）在《600V高压LDMOS器件热载流子退化机理及寿命模型研究》一文中研究指出横向双扩散金属氧化物半导体晶体管(Lateral Double Diffused Metal Oxide Transistor,LDMOS),因其较高的击穿电压、较低的导通电且易与标准CMOS工艺兼容等优点,已经在功率集成电路中得到了广泛的应用。由于功率LDMOS通常工作在大电流、高功率密度、强电场及高频率等恶劣环境中,其热载流子(Hot Carrier,HC)可靠性问题尤为突出。尤其是本文研究的用于半桥驱动芯片的600V高压LDMOS,工作条件更加苛刻,面临HC可靠性问题异常严峻。因此,600V高压LDMOS器件的HC退化机理及寿命模型展开深入的理论研究意义重大。本文通过TCAD仿真和I-V特性测试结合的方法研究了600V高压LDMOS的热载流子退化机理。研究结果表明:低V_(gs)高V_(ds)下的退化机理主要是栅极场板末端热空穴的注入及界面态的产生,导致导通电阻R_(on)呈现先减小后增大的退化趋势。对于高V_(gs)高V_(ds),由于600V高压LDMOS器件直流安全工作区很窄,所以采用栅脉冲占空比加速应力的方法对其展开研究。结果表明:高栅压应力下的退化机理主要为漏端附近表面大量施主界面态的产生以及热电子的注入。此外,还研究了栅脉冲占空比、上升下降时间、脉冲频率、温度以及器件结构参数等对高栅压应力下600V高压LDMOS热载流子退化机理的影响,研究发现脉冲上升下降沿存在特殊退化机理,一方面加剧漏端施主界面态的产生,另一方面在鸟嘴处注入大量热空穴,进一步促进R_(on)的减小。最后,本文基于600V高压LDMOS器件的HC退化机理建立了R_(on)寿命预测模型,并通过实验对模型中待定参数进行了提取和验证。验证结果显示,所建立的热载流子寿命模型精度达到94%,能够较好的预测600V高压LDMOS器件R_(on)的退化趋势。(本文来源于《东南大学》期刊2018-06-06）
王祺[6]（2018）在《基于55nm工艺技术的热载流子效应及其电流非线性退化的研究》一文中研究指出在科学技术爆炸式变革的当代,集成电路已经渗透到人们工作生活的方方面面。集成电路芯片的需求量与日俱增,提升整个芯片的集成度以及性能成为业界的主攻方向。随着制程工艺的日加成熟,MOSFET器件的特征尺寸按比例大幅度缩小,短沟道效应的加剧使得热载流子效应愈发突显,电路系统的可靠性产生瓶颈。随着技术节点的推进,MOSFET器件由热载流子效应产生退化的机理变得复杂,传统的退化机理模型对实际可靠性工程评估带来挑战。本文首先介绍了MOSFET器件中热载流子效应的产生机理以及业界的测试评估方法。对影响热载流子效应的要素进行了实验归纳分析,包括器件尺寸、电性参数、测试温度以及应力模式,最后实验验证了工艺制程中改善抑制热载流子效应的方法。本文研究表明,MOSFET器件沟道制造长度与最终器件失效时间存关联,数据处理以1/Length作为横坐标,同时纵坐标将器件失效时间取对数进行排布,两者呈线性关系。MOSFET器件的电性参数初始值影响最终热载流子效应退化严重度,饱和电流初始值越大,退化越严重。nMOSFET器件沟道制造长度为0.08μm时,接近测试温度以及测试应力模式的选取临界点。当nMOSFET器件沟道制造长度大于0.08μm时选取室温25℃最大衬底电流应力模式,反之则选取高温125℃环境下V_g=V_d应力模式。栅氧化层工艺改善、轻掺杂漏注入工艺改善以及热退火工艺改善在55nm工艺技术中对抑制热载流子效应均有明显作用。后续探讨了55nm工艺技术热载流子效应评估过程中遇到的非线性退化现象,设计进行实验研究,提出了退化机理以及合理的测试评估方法。传统的热载流子效应退化模型认为在保持同一种应力模式且应力大小保持不变时,MOSFET器件退化的整个过程退化机理不变,即MOSFET器件电性参数退化值与应力累积时间的关系使用幂次定律拟合呈线性关系。根据实际测试的数据,基于55nm工艺技术的MOSFET器件的退化机理已不再由一种机理主导并呈现非线性退化。其中,对nMOSFET器件而言,退化初期主要受氧化层陷落电子影响,随后受主型界面态陷阱成为器件饱和电流退化的主导因素;对pMOSFET器件而言,同样氧化层中的陷落电子在退化初期起主要作用,随后逐步转为由施主型界面态陷阱主导,当pMOSFET器件氧化层变薄至一定厚度时,未观察到非线性退化现象。实际测试方法的设置应根据器件电性参数退化程度而定,由于整个退化过程中不同应力时间段内拟合斜率存明显差异,通过拟合特定时间段斜率推导失效时间将得到错误结果。本研究的影响和意义在于根据55nm工艺技术热载流子效应测试中得到的工程经验,为后续其他技术节点的开发起到指导性参考作用。(本文来源于《上海交通大学》期刊2018-06-01）
朱亚太[7]（2018）在《等离激元热载流子转移增强的光探测器》一文中研究指出物理化学制备方法在微观结构制备领域的快速发展,使得性质依赖于纳米结构形状、尺寸和周围介质常数的等离激元迅速成为了各个学科领域的研究热点。金属-半导体异质结中的局域表面等离激元共振影响半导体的光电性质,为光电子器件的研究开辟了新的道路。目前,基于金属-半导体异质结的光电子器件有许多是利用热载流子转移机制提高光电转换效率。等离激元通过非辐射衰减产生热载流子,对于拥有独特d带结构的金纳米颗粒(Au NPs)产生的热空穴的能量和数量都大于热电子。但是由于热空穴的自由程比热电子的小,导致了热空穴的收集相对困难。因此,大多数的报道是金属-半导体等离激元热电子转移。从等离激元热空穴转移的角度来看,金属与p型半导体的耦合要比与n型半导体更好。氧化亚铜(Cu_2O)是典型的p型半导体材料,其出色的光电性质让它在很多领域有着广泛的应用。随着等离激元学的快速发展,金属-半导体异质纳米结构的等离激元能量转移为Cu_2O的发展注入了新的活力。在金属-半导体异质纳米结构中,等离激元引起的热载流子转移到邻近半导体中产生光电流。本论文设计并制备了新型的Cu_2O-Au NWs等离激元热空穴转移增强的光探测器,研究了该光探测器的光电转换特性等参数并分析了热载流子转移增强光电流的过程。具体如下:(1)通过水热条件的液相法制备出了平均直径约为177 nm Cu_2O NWs;利用种子法制备出直径约为50 nm的Au NPs;通过液相薄膜组装技术,制备出Cu_2O NWs光探测器。在此基础上,通过液相沉积技术将Au NPs耦合到Cu_2O NWs上,形成Cu_2O-Au NWs光探测器。(2)通过对输出特性曲线的研究和分析,发现:采用本文制备的Cu_2O-Au NWs光探测器是p沟道耗尽型FET。通过对可见波段探测参数的研究,结果显示:在栅压为-1.6 V,漏源电压为4 V的情况下,相对于Cu_2O NWs光探测器,Cu_2O-Au NWs光探测器的光响应度提高了一个数量级,达到了0.314 A/W;其外量子效率在640 nm附近增强到18.2倍,达到了61%;其信噪比达到了16.6,提高了15.4倍;探测率达到了3.6 x10~(10) Jones,提高了17.7倍。Cu_2O-Au NWs光探测器在上升沿的光响应速度增强到4倍,而在下降沿的光响应速度提升到6.7倍。Au NPs中的热空穴直接注入到半导体中,提高了半导体的载流子浓度,使得其光电转换性能得到增强。另外,我们还研究了Cu_2O-Au NWs光探测器的稳定性,结果表明在光功率约为11.575 mW/cm~2的光照下持续5.5 h,其光电流未见明显下降,这表面该探测器性能较为稳定性。这些发现为基于等离激元热空穴转移机制的光电转换器件在光电子领域的应用打下了基础。(本文来源于《江苏大学》期刊2018-06-01）
胡梦珠[8]（2018）在《宽带吸收及高效率热载流子太阳能电池》一文中研究指出太阳能利用的方式主要包括太阳能光伏和太阳能光热转换两种方式,为了提高转换效率,两种转换方式都需要最大可能的吸收太阳光。表面等离激元(Surface Plasmons,SPs)是入射光与金属表面电子之间的强烈相互作用,在金属表面产生极强的电磁场,具有出色的光捕获和光控制的性能。本论文基于SPs效应,首先探讨基于微纳金属结构的宽带吸收器,然后基于微纳结构优良的宽带吸收特性以及有效的陷光机制,进一步探讨了热电子太阳能电池的设计与实现。首先,我们提出了一种基于六角密集排布的碗状钨(W)纳米结构阵列的太阳光吸收器,利用时域有限差分方法建立了仿真模型并对器件结构进行了优化设计,讨论了其在0.4-2μm波段的光学特性。根据优化的结构参数,采用自组装方法制备出了六角紧密排布的碗状W纳米阵列,并溅射沉积了 Ge和Si02薄膜。实验结果表明,在400-800 nm范围内几乎100%的光被这种复合纳米结构吸收,在800-2000nm范围内吸收率有所下降,实现了对短波段的完美吸收,因此,该器件在太阳能光热转换领域具有广阔的潜在应用前景。然后,我们设计了一种高效的热载流子光伏太阳能电池。局域的SPs可以通过非辐射衰变成热载流子,目前,传统的基于半导体的光催化和光伏器件已经应用SPs来扩展其对亚带隙光子的响应,但是在此过程中辐射衰减是不可避免的并且不利于器件性能的提高。在这里,我们利用只具有非辐射衰减的传播的SPs来激发热电子,提出了一种特殊的金-二氧化钛纳米线阵列,每个纳米线顶部用纳米锥体覆盖。相邻的纳米锥在顶部形成渐宽的开口有利于有效地收集太阳光,而相邻纳米线底部形成的纳米缝隙支持传播的SPs从而允许光被整个结构充分的吸收。综合以上优势,几乎100%的可见光被非常薄的金膜吸收,并且在400-1170 nm整个波长范围内吸收达73%,这一结果优于基于局部SPs的纳米锥电池,更不用说基于纳米线和平面结构的电池。因此,该器件展现了更好的光电转换性能,其短路电流密度为0.74 mA/cm2,开路电压为0.41V。该工作证实了传播SPs的非辐射衰减在生成热载流子方面要优于局部SPs的辐射衰减,并且提供了一种将金属中的电子抽取转化成光电流的可能的方式。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-04-01）
晏峰,杨猛,刘敏,刘小龙,刘敬[9]（2018）在《液氮环境下的热载流子高功率微波探测器》一文中研究指出为提高热载流子高功率微波探测器的灵敏度和降低环境温度对探测器性能的影响,开展了液氮环境下的热载流子探测器研究。提出了局部使用可阀合金块的BJ-100型热载流子探测器制作工艺,增强了探测器的抗温度冲击能力。测试结果表明,探测器硅片焊接的结合力大于4.9N,能够承受从常温到液氮的反复温度冲击。利用100kW微波源开展了热载流子探测器在室温和液氮环境下的灵敏度测试实验,结果表明:探测器输出波形与肖特基二极管检波器输出波形一致;在保持偏置电流相同的条件下,相较于常温环境,探测器在液氮环境下的相对灵敏度提升约20倍,输出电压可达V级。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2018年04期）
张铭[10]（2018）在《基于0.18um和65nm商用CMOS工艺的热载流子注入效应研究》一文中研究指出互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,简写为CMOS)是集成电路行业的基石,其可靠性问题一直都是业界关注的焦点。MOS器件工艺进入深亚微米节点之后,栅氧厚度和沟道长度大幅度减小,而器件的工作电压却没有等比例缩小,使得沟道区横向与纵向电场变得更大,热载流子注入问题变得越来越严重。其中,由于电子迁移率较空穴更高,NMOS器件的热载流子注入效应较PMOS器件也更严重。基于以上背景,本文围绕NMOS器件的热载流子注入效应进行研究。本文基于业界大规模使用的0.18μm CMOS工艺以及65nm CMOS工艺设计了热载流子注入效应测试结构;基于设计制造完成的测试结构,以I-V特性测试法为基础,设置了热载流子注入测试流程,搭建测试平台,E完成热载流子注入效应的自动化测试;经过试验验证,测试平台稳定可靠,能够完整地完成NMOS器件热载流子注入效应的试验研究。对于0.18μm工艺NMOS器件,研究了热载流子注入效应对器件I_d-V_g曲线,阈值电压,饱和漏极电流,跨导的影响。进行了NMOS器件热载流子寿命预测,证明器件寿命能够达到直流应力条件下10年的寿命要求。对环栅器件和直栅器件的热载流子退化效应进行了对比研究,结果表明环栅NMOS器件(环内为NMOS管的栅极)的热载流子退化程度低于直栅器件。在65nm CMOS工艺节点,热载流子效应的应力施加条件与长沟道器件不同,其注入最劣偏置由漏极雪崩热载流子(Drain Avalanche Hot Carrier,DAHC)偏置变为沟道热载流子(Channel Hot Carrier,CHC)偏置,在我们的研究中也得到体现。除此之外,温度对NMOS器件的热载流子退化的影响也与长沟道器件不同。本文试验表明,在65nm工艺中,高温条件下热载流子退化问题更严重。此外,当CMOS集成电路应用在航天、军事和高能物理等辐射环境中时,会受到辐射效应和热载流子效应的同时影响,因此研究辐射效应与热载流子效应的相互影响很有意义。本文研究了总剂量辐射对65nm NMOS器件的影响,结果表明由于器件氧化层中缺陷密度低以及栅氧厚度薄,直到2 Mrad(Si),NMOS器件由于总剂量辐射引起的性能退化并不显着。但是经过辐射的器件的热载流子退化明显高于未经辐射的器件,表明了总剂量辐照对热载流子退化的加速作用。对比了直栅器件与环栅器件在总剂量辐射之后的热载流子退化情况,结果表明总剂量辐射之后,环栅器件的热载流子退化程度较低。对比了不同辐照偏置对NMOS器件热载流子退化的影响,结果表明最劣辐照偏置会使器件在热载流子注入时有更严重的参数漂移。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-03-01）
热载流子论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
光伏器件的光电转换效率已成为时下最热的话题之一。半导体光伏器件中光激发的热载流子会通过发射声子的方式弛豫到带隙边缘,但这一过程会损失大量的能量,从而限制太阳能电池的光电转换效率。我们设想若能把热载流子在弛豫到带边前提取出来并产生电流,那么在理论上会使太阳能电池的光电转换效率提高近一倍。本论文通过基于密度泛函理论(density functional theory,DFT)的第一性原理方法,结合非绝热分子动力学,研究了无机钙钛矿SrSnX_3(X=S,Se)与二维范德华异质结g-C_3N_4/MoS_2的热载流子弛豫动力学,并在此基础上详细阐述了影响热载流子弛豫时间快慢的物理量。具体内容如下:(1)我们比较了SrSnS_3和SrSnSe_3中的热电子和热空穴的弛豫动力学,结果表明:对于不同态上热载流子的弛豫动力学在很大程度上与硫系元素有关;在激发能级相同的情况下,由于非绝热耦合强度(nonadiabatic couplings,NAC)的不同,SrSnS_3中热电子和热空穴的弛豫时间比SrSnSe_3快;而且,两个体系中热空穴衰减到低能级的速度总体比热电子要快很多,这是价带中带隙间距较小的缘故。一般而言,我们所研究体系的热载流子的弛豫时间比其它有机/无机钙钛矿要长。(2)我们对g-C_3N_4/MoS_2异质结中热载流子的弛豫过程进行探讨,计算结果表明:该体系能级显示出典型的二类半导体排列方式,热载流子的弛豫动力学主要依赖于非绝热耦合强度、能级差和退相时间这几个因素;由于价带中不同态之间耦合强度比导带要强得多,所以热空穴的衰减速度比热电子快;此外,热空穴的弛豫过程涉及到了相同层和不同层之间的转移,这可能也是造成其快速衰减的原因之一。基于以上这些描述,我们知道不管是无机钙钛矿SrSnX_3(X=S,Se)或是g-C_3N_4/MoS_2异质结,其动力学结果表明这两种材料都是很优异的光电材料,在光电领域都具有潜在的应用前景。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
热载流子论文参考文献
[1].何玉娟,刘远,章晓文.基于低频噪声的65nm工艺NMOS器件热载流子注入效应分析[J].半导体技术.2019
[2].郭荣.几类半导体材料热载流子动力学的研究[D].内蒙古大学.2019
[3].杨翰琪,刘小红,吕康,魏家行,孙伟锋.5VpMOS器件的热载流子注入退化机理[J].电子器件.2018
[4].苗彬彬,苏庆.N型高压DDDMOS热载流子损伤研究[J].集成电路应用.2018
[5].方云超.600V高压LDMOS器件热载流子退化机理及寿命模型研究[D].东南大学.2018
[6].王祺.基于55nm工艺技术的热载流子效应及其电流非线性退化的研究[D].上海交通大学.2018
[7].朱亚太.等离激元热载流子转移增强的光探测器[D].江苏大学.2018
[8].胡梦珠.宽带吸收及高效率热载流子太阳能电池[D].浙江大学.2018
[9].晏峰,杨猛,刘敏,刘小龙,刘敬.液氮环境下的热载流子高功率微波探测器[J].强激光与粒子束.2018
[10].张铭.基于0.18um和65nm商用CMOS工艺的热载流子注入效应研究[D].电子科技大学.2018
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