工程和电子系,阿布贝克尔贝尔卡德大学技术学院,阿尔及利亚特莱姆森 doi:10.15199/48.2024.10.23 基于 AlGaN/GaN/AlGaN 的 UV LED 单量子阱数值模拟 摘要。发光二极管 (LED) 等光源是制造更坚固、转换效率更高、更环保的灯具的良好解决方案。这项工作的目的是使用 SILVACO 软件研究和模拟夹在两层之间(分别为 p 掺杂和 n 掺杂的 AlGaN)的单个 GaN 量子阱的紫外发光二极管。通过这种模拟,我们可以提取 LED 的不同特性,例如电流-电压 (IV) 特性、发射光功率、自发辐射率、辐射复合、俄歇复合、肖克利-里德-霍尔复合、光增益、光通量、光谱功率密度、整体效率。这些模拟使我们能够提取基于 p-AlGaN/GaN/n-AlGaN 的单量子阱紫外发光二极管的电学和光学特性,并检查其性能。光学器件、发光二极管 (LED)、双色灯和发光二极管przyjaznych dla środowiska。 Celem tej pracy 开玩笑 zbadanie i symulacja diody elektroluminescencyjnej ultrafioletowej z pojedynczą Studnią kwantową GaN umieszczoną pomiędzy dwiema warstwami; odpowiednio p 掺杂 in n 掺杂 AlGaN, przy użyciu oprogramowania SILVACO。此 symulacja pozwoliła nam wyodrębnić różne charakterystyki diody LED、takie jak charakterystyka prądowo-napięciowa (IV)、moc emitowanego światła、szybkość emisji spontanicznej、rekombinacja radiacyjna、重新组合 Augera、重新组合 Shockleya-Reada-Halla、wzmocnienie optyczne、strumień świetlny、gęstość widmowa mocy、ogólna wydajność。该符号与 p-AlGaN/GaN/n-AlGaN 和 p-AlGaN/GaN/n-AlGaN 的其他器件有关。 ( Numeryczna symulacja pojedynczej Studni kwantowej diody UV LED na bazie AlGaN/GaN/AlGaN) 关键词:GaN、AlGaN、紫外发光二极管、silvaco Tcad。 Słowa kluczowe:GaN、AlGaN、二极管发射器、UV、silvaco Tcad。简介 基于氮化镓 (GaN) 的固态照明技术彻底改变了半导体行业。 GaN 技术在减少世界能源需求和减少碳足迹方面发挥了至关重要的作用。根据报告,2018 年全球照明需求减少了约 13% 的总能源消耗。美国能源部估计,到 2025 年,明亮的白色 LED 光源可以减少 29% 的照明能耗。近十年来,全球的研究人员致力于 III-N 材料研究,以改进现有技术并突破 III-V 领域的极限。现在,随着最近的发展,GaN 不仅限于照明,最新创新还推动了微型 LED、激光投影和点光源的发展。这些发展将 GaN 推向了显示技术领域。基于 GaN 的微型 LED 的小型化和硅上 GaN 的集成推动了其在快速响应光子集成电路 (IC) 中的应用。将详细讨论 GaN LED 领域的大多数最新进展 [1] III 族氮化物 (GaN、AlN 和 InN) 及其合金因其优异的物理性能和在恶劣环境条件下的稳定性而被认为是各种光电应用中最有前途的半导体材料 [2, 3, 4]。如今,基于 III 族氮化物的发光二极管 (LED) 因其效率高、功耗低、寿命比荧光灯和白炽灯长而被广泛应用于世界各地的固态照明 (SSL) 应用 [5, 6]。LED 是一种更有前途的低功耗光源,可取代传统的荧光灯。除 LED 外,基于 III 族氮化物的激光二极管 (LD)、高功率电子器件、光电探测器等也是其他扩展的光电应用,这些应用也已得到展示 [7, 8]。这项工作包括对基于氮化镓 GaN 的单量子阱紫外 LED 的研究和模拟,在本文中,我们展示了所研究 LED 的模拟结果以及它们的电气和光学特性。还有其他扩展的光电应用也得到了展示 [7, 8]。这项工作包括基于氮化镓 GaN 的单量子阱紫外 LED 的研究和模拟,在本文中,我们展示了所研究 LED 的模拟结果,并展示了它们的电气和光学特性。还有其他扩展的光电应用也得到了展示 [7, 8]。这项工作包括基于氮化镓 GaN 的单量子阱紫外 LED 的研究和模拟,在本文中,我们展示了所研究 LED 的模拟结果,并展示了它们的电气和光学特性。
隧道场效应晶体管 (TFET) 被认为是未来低功耗高速逻辑应用中最有前途的器件之一,它将取代传统的金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)。这是因为随着 MOSFET 尺寸逐年减小,以实现更快的速度和更低的功耗,并且目前正朝着纳米领域迈进,这导致 MOSFET 的性能受到限制。在缩小 MOSFET 尺寸的同时,面临着漏电流增加、短沟道效应 (SCE) 和器件制造复杂性等几个瓶颈。因此,基于隧道现象原理工作的 TFET 已被提议作为替代 MOSFET 的器件之一,后者基于热电子发射原理工作,将器件的亚阈值摆幅限制在 60mV/十倍。 TFET 具有多种特性,例如不受大多数短沟道效应影响、更低的漏电流、低于 60mV/dec 的更低亚阈值摆幅、更低的阈值电压和更高的关断电流与导通电流之比。然而,TFET 也存在一些缺点,例如掺杂 TFET 的制造工艺复杂,会导致各种缺陷。这些问题可以通过使用无掺杂技术来克服。该技术有助于生产缺陷更少、更经济的设备。另一个缺点是 TFET 表现出较低的导通电流。异质材料 TFET 可用于解决低离子问题。为了更好地控制异质材料 TFET 沟道,提出了双栅极。亚阈值摆幅 (SS) 是决定器件性能的重要参数之一。通过降低 SS,器件性能将在更低的漏电流、更好的离子/关断比和更低的能量方面更好。这个项目有 3 个目标:建模和模拟异质材料双栅极无掺杂 TFET (HTDGDL- TFET)。比较 Ge、Si 和 GaAs 作为源区材料的 TFET 性能。将 HTDGDL-TFET 用作数字反相器。将使用 Silvaco TCAD 工具进行模拟。已成功建模单栅极和双栅极 HTDL-TFET。已为该项目进行了 4 个模拟测试用例,以选择所提 TFET 的最佳结构。使用 Vth、SS、Ion、Ioff 和 Ion/Ioff 比等几个重要参数来测量 TFET 的性能。在所有 4 个测试用例中,最佳 TFET 结构以 Ge 为源区材料,源区和漏区载流子浓度为 1 × 10 19 𝑐𝑚 −3,沟道载流子浓度为 1 × 10 17 𝑐𝑚 −3,且无掺杂。这是因为器件的 Vth 值为 0.97V,SS 值为 15mV/dec,Ion/Ioff 比为 7 × 10 11 。设计的 TFET 反相器的传播延迟比 [21] 中的反相器短 75 倍,比市场反相器 [SN74AUC1G14DBVR] 短 29 倍。本文还提出了一些未来的工作。
主要活动和职责 以下学科的研讨会和实验室教学活动:电子器件、基础电子电路、微电子软件工具、计算机辅助设计技术 集成电路领域的研究活动: 1. I. Cimpian、OG Profirescu、A. Ungureanu、F. Babarada、E. Lakatos、C. Amza、MOSFET 模拟-TCAD 工具/包、CAS 2003 国际半导体会议论文集、Vol. 2,页235-238,10月2003; 2. F. Babarada、E. Lakatos、MD Profirescu、C. Amza、E. Manea、N. Dumbravescu 和 OG Profirescu,MOSFET 工艺优化和特性提取,CAS 2004 年国际半导体会议论文集,第 3 卷。 2,页319-322,10月2004; 3. OG Profirescu、F. Babarada、MD Profirescu、C. Ravariu、E. Manea、N. Dumbravescu、C. Dunare 和U. Dumitru,《MOSFET 电导建模(包括失真分析方面)》,CAS 2005 国际半导体会议论文集,第 3 卷。 2,页439-442, 2005; 4. F. Babarada,MD Profirescu,C. Ravariu,A. Rusu,OG Profirescu,E. Manea,C. Dunare,《MOSFET 失真分析建模》,ICMNT'06,阿尔及利亚,2006 年; 5. F. Babarada, C. Maxim, C. Ravariu, I. Campian, OG Profirescu, MD Profirescu, E. Manea, N. Dumbravescu 和 C. Dunare, 微电子交互式远程学习, ICL'06, 菲拉赫 - 奥地利, 2006 年; 6. F. Babarada、MD Profirescu、C. Ravariu、OG Profirescu、E. Manea、N. Dumbravescu、C. Dunare 和V. Dumitru,《MOSFET 建模(包括失真分析的二阶效应)》,ASM 06,Rhodes-Greece,2006 年; 7. C. Amza、I Cimpian、MD Profirescu、OG Profirescu,《伪晶 HEMT 结构的集合蒙特卡罗模拟》,《CAS 2007 国际半导体会议论文集》,锡纳亚 - 罗马尼亚,第 15 卷。 2,页419-422, 2007; 8. V. Moleavin、MD Profirescu、OG Profirescu,《数字 IC 的电热仿真环境》,《CAS 2007 国际半导体会议论文集》,罗马尼亚锡纳亚,第 15 卷。 2,页493-496, 2007; 9. OG Profirescu、C. Dinca、C. Stanescu,《CMOS LDO 中的噪声》,CAS 2007 国际半导体会议论文集,IEEE 目录号。 07TH8934,页563-566,十月2007; 10. V.Moleavin、OG Profirescu、MD Profirescu,《数字集成电路的功能热模拟模型》,罗马尼亚科学院院刊,A 系列,第 15 卷。 9号1,页69-74, 2008;
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新兴的宽带隙 (WBG) 半导体有望推动全球产业发展,就如同 50 多年前硅 (Si) 芯片的发明推动了现代计算机时代的到来一样。基于 SiC 和 GaN 的器件正开始变得更加商业化。与同类的基于 Si 的元件相比,这些 WBG 器件更小、更快、更高效,在更严苛的操作条件下也能提供更高的可靠性。此外,在此框架下,一种新型微电子级半导体材料被创造出来,其带隙甚至比之前建立的宽带隙半导体(如 GaN 和 SiC)还要大,因此被称为“超宽带隙”材料。这些材料包括 AlGaN、AlN、金刚石和 BN 氧化物基材料,它们在理论上具有更优越的性能,包括更高的临界击穿场、更高的工作温度和潜在的更高辐射耐受性。这些特性反过来又使得革命性的新器件可用于极端环境成为可能,例如高效功率晶体管(因为巴利加品质因数有所提高)、超高压脉冲功率开关、高效 UV-LED、激光二极管和 RF 电子设备。本期特刊发表了 20 篇论文,重点关注基于宽带隙的器件:设计、制造和应用。三篇论文 [1-3] 涉及未来 5G 应用和其他高速高功率应用的 RF 功率电子设备。其中九篇论文 [4-12] 探讨了宽带隙高功率器件的各种设计。其余论文涵盖了基于宽带隙的各种应用,如用于提高 GaN 基光子发射器光子提取效率的 ZnO 纳米棒 [13]、InGaZnO 薄膜晶体管 [14]、宽带隙 WO3 薄膜 [15]、银纳米环 [16、17] 和 InGaN 激光二极管 [18-20]。特别是在 RF GaN 器件方面,Kuchta 等人 [1] 提出了一种基于 GaN 的功率放大器设计,该设计降低了透射率畸变。Lee 等人 [2] 展示了一种用于 2.5 至 6 GHz 干扰系统的紧凑型 20 W GaN 内部匹配功率放大器,它使用高介电常数基板、单层电容器和分流/串联电阻器实现低 Q 匹配和低频稳定。 Lin 等人 [3] 通过集成厚铜金属化层实现了 Ka 波段 8.2 W/mm 的高输出功率密度。关于 GaN 功率器件,Wu 等人 [4] 研究了一种双 AlGaN 势垒设计以实现增强模式特性。Ma 等人 [5] 介绍了一种使用 GaN 的数字控制 2 kVA 三相分流 APF 系统。Tajalli 等人 [6] 通过进行缓冲分解研究了 GaN-on-Si 外延结构中垂直漏电和击穿的起源。可以确定每个缓冲层与垂直漏电和击穿电压相关的贡献。Sun 等人 [7] 研究了 GaN-on-Si 外延结构中垂直漏电和击穿电压的分布。[7] 提出了一种利用 TCAD 实现常关型 GaN HEMT 的新方法。该概念基于将栅极沟道方向从长水平方向转置为短垂直方向。Mao 等 [8] 在 IGBT 的集电极侧引入了一部分 p-polySi/p-SiC 异质结,以在不牺牲器件其他特性的情况下降低关断损耗。Kim 等 [9] 实现了 SiC 微加热器芯片作为下一代功率模块的新型热评估设备,并评估了其耐热性能。
抽象目的是将富含抗完全胶质素的神经胶质瘤激活1(LGI1)脑炎的患者与神经退行性[阿尔茨海默氏病(AD),Creutzfeldt – Jakob疾病(CJD)和原发性精神病(Psy)disororders(Psy)disororders进行比较。患有LGI1脑炎的方法是从2010年至2019年之间的法国参考中心数据库中追溯选择的,如果可以使用CSF进行生物标志物分析,包括Tau(T-TAU),磷酸化的TAU(P-TAU),Amyloid-BetaAβ1-42,Neurofilofiliments Lights(NF)(NF)(NF)作为常规实践的一部分发送以进行生物标志物测定的样本,并被正式诊断为AD,CJD和PSY,用作比较器。结果二十四名LGI1脑炎患者与39 AD,20 CJD和20 PSY进行了比较。在LGI1脑炎和PSY患者之间,在T-TAU,P-TAU和Aβ1-42水平中没有观察到显着差异。LGI1脑炎(231和43 ng/L)的T-TAU和P-TAU水平明显低于AD(621和90 ng/L,P <0.001)和CJD患者(4327和4327和4327和55 ng/L,P <0.001和P <0.001和P <0.01)。NF L浓度(2039 ng/L)与AD相似(2,765 ng/L),与PSY相比(1223 ng/L,P <0.005),但明显低于CJD(13,457 ng/l,p <0.001)。较高的NF L。可以得出CSF生物标志物水平和临床结果之间的相关性。结论LGI脑炎患者的NF L水平高于PSY,与AD相当,并且在发出癫痫发作时,提示与癫痫发作有关的轴突或突触损伤时甚至更高。