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World File Search System碰撞电离
关于使用软伽马辐射来表征预
表征功率器件的击穿前行为对于故障机制的寿命建模至关重要，其中主要驱动力是碰撞电离。特别地，设计坚固的功率器件并定义其安全工作区需要定量表征反向偏置结中的电荷倍增。这对于像陆地宇宙射线产生的单粒子烧毁 (SEB) 这样的机制尤其必不可少，其中撞击辐射通过碰撞电离在反向偏置器件中产生大量电荷，该电荷被传输并最终通过局部电场倍增。对抗 SEB 的主要技术措施是在设计阶段进行现场定制以及在器件使用过程中降低反向/阻塞偏置。在这种情况下，通常使用载流子倍增开始的电压偏置作为定义工作条件下电压降额标准的标准 [1、2]。在实际应用中，降额系数通常在器件额定电压 V rated 的 50% 到 80% 之间。定义正确的降额系数至关重要。如果设置得太低，则需要具有更高 V 额定值的器件，从而导致更高的损耗和成本。相反，如果设置得太高，则导致的现场故障率可能变得过高。目前，降额系数是通过寿命测试或
AlGaN 势垒对具有 p-GaN 栅极的功率 HEMT 长期栅极可靠性的影响
阈值电压不稳定很大程度上被归因于 p-GaN/AlGaN 堆栈中存在的两种竞争机制，即空穴和电子捕获，分别导致负和正的 V TH 偏移 [3-9]。其中一种机制的盛行程度可能取决于栅极偏压和温度 [3]、技术种类 [11] 以及应力 / 表征时间 [12]。总体而言，来自栅极金属的空穴注入和 / 或高场耗尽肖特基结中的碰撞电离已被确定为导致 V TH 不稳定的此类现象的根本原因。提出了一些工艺优化措施，例如降低栅极金属附近 p-GaN 层中的活性镁掺杂浓度 [11]、降低 AlGaN 势垒中的铝含量 [3] 以及优化 p-GaN 侧壁的蚀刻和钝化 [10]，以限制正向栅极应力下的负和正 V TH 偏移。
商用 1.2 kV 4H-SiC 功率 MOSFET 栅极漏电流行为调查
摘要 — 过去十年，碳化硅 (SiC) 功率金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 的商业化不断扩大。栅极氧化物可靠性是 SiC 功率 MOSFET 的主要问题，因为它决定了器件的使用寿命。在这项工作中，我们研究了商用 1.2 kV SiC 功率 MOSFET 在不同栅极电压下的栅极漏电流。高氧化物电场引发的碰撞电离和/或阳极空穴注入 (AHI) 导致空穴捕获，从而增强了栅极漏电流并降低了器件的阈值电压。由于 Fowler-Nordheim (FN) 隧穿而产生的电子注入和捕获往往会降低栅极漏电流并增加阈值电压。还对商用 MOSFET 进行了恒压时间相关电介质击穿 (TDDB) 测量。栅极漏电流的结果表明，场加速因子的变化是由于高栅极氧化物场下栅极电流/空穴捕获增强所致。因此，建议在低栅极电压下进行 TDDB 测量，以避免在正常工作栅极电压下高估寿命。
硅 MOS 电容器中的低压交流电致发光
低功耗硅基光源和探测器因其易于工艺集成而对片上光子电路具有吸引力。然而，传统的硅发光二极管发射的光子能量接近能带边缘，而相应的硅光电探测器缺乏响应度。另一方面，以前报道的利用反向偏置二极管的热载流子电致发光硅器件需要高工作电压。在这里，我们研究了在瞬态电压条件下工作的硅金属氧化物半导体电容器中的热载流子电致发光。在每个电压瞬变期间，源接触边缘都会产生较大的能带弯曲，远大于稳定状态下可实现的能带弯曲。因此，电子和空穴在相应的电压瞬变下从单个源接触有效地注入硅通道，随后它们在那里经历碰撞电离和声子辅助带间复合。值得注意的是，我们通过使用 20 nm 厚的高 j 栅极电介质展示了低至 2.8 V 的低压操作。我们表明，通过减少栅极电介质厚度可以进一步实现电压缩放，从而为硅光电集成电路提供低压平台。
超短激光诱导电子空穴纳米等离子体的双流体等离子体模型
超短激光脉冲是诱导材料改性的有力工具 1–4。特别是在透明电介质中，超短激光脉冲可用于局部修改材料块内的化学结构、折射率、色心密度，光聚合，产生纳米光栅、表面纳米结构或内部空隙。大量应用领域受益于基础性进步：外科和生物医学应用、光子学、微流体学、高速激光制造 2,5–7。将这些应用推进到纳米结构需要数值建模的支持 8。在激光诱导的强场下，束缚电子从价带跃迁到导带 1,9,10，在价带中留下一个空穴。电子-空穴等离子体的粒子在激光场中被加速，通过碰撞电离导致自由载流子密度倍增，并可能产生致密的电子-空穴等离子体。最后，在远大于几皮秒的时间尺度上，材料内部发生热和结构事件 1 。我们的模型侧重于等离子体密度的积累，时间尺度可达几皮秒。已经开发了大量不同的模型来研究超短激光脉冲（约 100 fs）在高强度范围内（约 10 14 W/cm 2 ）在介电体中的传播以及随后的电离。这些模型可分为两类。第一类是几种
GaN/AlGaN 和 SiC 电子和光子器件中的辐射损伤
宽带隙半导体 SiC 和 GaN 已商业化用于电力电子和可见光至紫外发光二极管（例如 GaN/InGaN/AlGaN 材料系统）。对于电力电子应用，SiC MOSFET（金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管）和整流器以及 GaN/AlGaN HEMT 和垂直整流器在高功率水平下提供比 Si 器件更高效的切换，现在正用于电动汽车及其充电基础设施。这些器件还可应用于涉及高温和极端环境的电动飞机和太空任务。在本综述中，将它们的固有辐射硬度（定义为对总剂量的耐受性）与 Si 器件进行了比较。宽带隙半导体的固有辐射硬度更高，部分原因是它们产生缺陷的阈值能量（原子键强度）更大，更重要的是因为它们的缺陷复合率高。然而，现在人们越来越认识到，SiC 和 GaN 功率器件中重离子引起的灾难性单粒子烧毁通常发生在电压约为额定值的 50% 时。在高线性能量传输速率和高施加偏压下，离子诱导泄漏发生在外延区域内的临界功率耗散之上。沿离子轨道耗散的功率量决定了漏电流衰减的程度。最终结果是沿离子轨道产生的载流子发生碰撞电离和热失控。发光器件不受这种机制的影响，因为它们是正向偏置的。应变最近也被确定为影响宽带隙器件辐射敏感性的一个参数。
针对 130nm 至 28nm CMOS 节点的新型断态 TDDB 建模
在保证速度性能和低功耗要求的超短通道 CMOS 节点中，TDDB 仍然是一个关键的可靠性问题。在交流射频信号操作期间，“关断状态”与“导通状态”模式依次发生，从低频（kHz）到极高频范围（GHz）[1-2]。即使“关断状态”应力通常以比“导通状态”应力更小的速率降低器件性能，但它可能成为器件在射频域和毫米波应用中运行的限制因素，在毫米波应用中，电源电压 V DD 通常是逻辑应用中使用的电源电压的两倍。不仅器件参数漂移可能变得显著，而且还可能触发栅极-漏极区域的硬击穿（BD）。因此，准确评估关断状态 TDDB 的可靠性并深入了解器件级的磨损机制至关重要，因为可以在 28nm FDSOI CMOS 节点的漏极（图 1a、c）和栅极（图 1b、d）电流上观察到击穿事件。由于空穴和电子的碰撞电离 (II) 阈值能量和能垒高度不同，因此导通或关断状态下热载流子 (HC) 的产生及其 V GS / V DS 依赖性在 N 沟道和 P 沟道中明显不同[3] 。通过低栅极电压下的 HC 敏感性对 P 沟道和 N 沟道进行了比较[4]，重点关注注入载流子效率，一方面主要考虑导通状态下的热载流子退化 (HCD) 下的 P 沟道侧，另一方面考虑关断状态下的 N 沟道侧，因为热空穴注入引起的损伤和 BD 敏感性更大。这意味着高能 HC 可能在关断模式下在栅极-漏极区域触发 BD 事件[5-6]，与热空穴效率有关[7] 。