摘要 本文通过对有源区耗尽层的分析,首次得出AlGaN/GaN HEMT中耗尽层过程不同于硅功率器件的结论。基于AlGaN/GaN HEMT这种特殊的破坏原理,提出了一种新的RESURF AlGaN/GaN HEMT结构,以降低表面电场,提高击穿电压。该结构在极化AlGaN层中引入两个不同的负电荷区,通过耗尽2DEG来降低高边缘电场;在近漏极加入正电荷,首次降低了漏极高电场峰值。应用ISE仿真软件,在器件中验证了虚拟栅极效应。
图 1 显示了 n 沟道结型 FET 的原理图结构。如果在沟道上施加电压,使漏极相对于源极为正,如图 lb 所示,电子会通过沟道从源极流到漏极,从而产生漏极电流。漏极电流的大小由沟道的电导率和漏极-源极电压决定。当在栅极上施加负电压时,栅极将反向偏置。在栅极和沟道之间的 pn 结周围会形成耗尽层,如图 IC 所示。因此,在漏极-源极电压恒定的情况下,漏极电流可由栅极-源极电压改变。如果栅极电压足够负,耗尽层将延伸至整个通道,漏极电流变得非常小;然后通道被称为“夹断”。因此,JFET 被称为耗尽或“常开”器件。
图 1 显示了 n 沟道结型场效应晶体管 (FET) 的原理图结构。如果在沟道上施加电压,使漏极相对于源极为正,如图 Ib 所示,电子会通过沟道从源极流向漏极,从而产生漏极电流。漏极电流的大小由沟道的电导率和漏极-源极电压决定。当在栅极上施加负电压时,栅极将反向偏置。栅极和沟道之间的 pn 结周围会形成耗尽层,如图 1c 所示。因此,如果漏极-源极电压为恒定值,则漏极电流会因栅极-源极电压而变化。如果栅极电压足够负,则耗尽层将延伸到整个沟道,漏极电流会变得非常小;然后沟道被称为“夹断”。因此,JFET 被称为耗尽或“常开”器件。
外壳它们与相邻硅原子形成4个共价键。这将形成一个纯晶格,其中没有脱位的电子,并且是绝缘子。硅是一种半导体材料,因此可以通过称为“掺杂”的过程将杂质引入晶体结构来量身定制。最常用的元素是磷和硼。对于标准的NPN或PNP晶体管,术语PNP和NPN术语引用了其中的材料的布置。硅可以通过不存在电子的可移动正电荷(孔)进行操作,或者当结构中存在多余的电子时。用价3离子掺杂(例如Boron)(p-Type)在掺杂价5个离子时会产生带正电荷的材料(例如,磷)(N型)形成带负电的材料[3]。在它们之间的边界中产生一个负耗竭层,该层是由于负电荷相互驱除而阻止更多的电子通过。当通过第三端子将正电压应用于晶体管的底部时,耗尽层被否定,使电子自由流动并完成电路。虽然仍用作开关组件,但事实证明,晶体管在控制当前输入电容器的内存芯片中特别有用。此类存储的值提供了二进制表示的基础。与布尔代数一起,晶体管支撑着每个电子设备的功能。达灵顿晶体管可用于扩增电信号
JHR 是 CEA 卡达拉什正在建造的新型材料测试反应堆。目前,堆芯的中子特性是利用 HORUS3D/N 确定性方案计算的。该方案的工业路线采用两步法,首先是 APOLLO2 MOC 格子计算,然后是基于扩散理论的 CRONOS2 堆芯计算。APOLLO3 ® 是 CEA 新的确定性计算平台,它采用了先进的计算方法。在本文中,正在使用 APOLLO3 ® 带来的新方法为 JHR 建立一个新的参考计算方案。该计算方案通过 TRIPOLI4 ® 执行的参考随机模拟进行了验证。与在 APOLLO3 ® 中模拟 HORUS3D/N 方案的方案结果相比,格子步骤的改进可以显著减少燃料元件和 Hf 控制棒的吸收率偏差。新方案的主要变化在于使用子群自屏蔽法替代精细结构等效法。这些变化与细化几何网格和 383 能级组结构有关。来自晶格台阶的压缩截面用于计算插入五根 Hf 控制棒的 2D JHR 堆芯配置的中子平衡。新的计算方案中添加了堆芯反射器超级晶胞,以产生细化的反射器截面。使用较粗的 41 组结构执行的 MOC 2D 堆芯计算保留了晶格计算的改进,并可以更好地预测反应性和反应速率。下一步将使用包括堆芯实验装置在内的带耗尽层的 3D Sn MINARET 全堆芯计算。关键词:APOLLO3 ®、JHR、确定性计算方案、共振自屏蔽方法。
[学分:4 (3Th + 1P)] ELT-H-CC-1-1-TH 课程名称:电路理论和电子设备基础 [学分:3;授课时数:45] UNIT-I [12 小时] 电路元件:电阻和电阻器:类型、颜色编码和额定功率,可变电阻器,电容和电容器:类型、颜色编码和额定电压,电感和电感器:类型、颜色编码,电感线圈,空心和铁心线圈,自感和互感,变压器。电路分析:电压和电流源的概念,与电感器相关的磁通漏守恒和与电容器相关的电荷,基尔霍夫电压定律,基尔霍夫电流定律,电压和电流源的变换,网格分析和节点分析,星三角网络和转换。直流分析:直流激励下串联 RL 和 RC 电路的瞬态响应。交流分析:电路参数响应、交流激励下串联 RL、RC 和 RLC 电路的频率响应、电感器和电容器的品质因数 (Q)、串联和并联谐振电路、Q 因数。网络定理:叠加定理、戴维南定理、诺顿定理、互易定理和最大功率传输定理。第二单元 [11 小时] 半导体基础:半导体材料:类型和特性,固体能带的概念:金属、绝缘体和半导体、本征和非本征半导体、P 型和 N 型半导体、能带图、有效质量的概念、直接和间接带隙半导体、费米能级、态密度、半导体中电流传导的机制(漂移和扩散)、漂移速度、迁移率、电阻率、电导率、霍尔效应(无推导)。结型二极管及其应用:PN 结:晶圆级结构、能带图、耗尽层、二极管方程和 IV 特性、理想二极管、静态和动态电阻、反向饱和电流、齐纳和雪崩击穿、齐纳二极管、作为电压调节器的齐纳二极管、整流器:半波整流器、全波整流器(中心抽头和桥式)、峰值反向电压、纹波系数、效率、线路调节率、负载调节率、变压器利用率、并联电容滤波器、泄放电阻器的概念。
该通道是通过电容耦合和在栅极电极上施加适当的偏压来实现的。然而,在传统 FET 架构中,卤化物钙钛矿在室温和低频(尤其是直流操作)下的电流调制具有挑战性,这主要是由于钙钛矿层的混合离子-电子特性。[2] 溶液处理的 FET 通常以累积模式工作,而传统的 Si 基晶体管则以反转模式工作,其中耗尽层将导电通道与半导体块体隔离。为了实现电流的栅极调制和累积模式下的大开关电流比,需要具有低离子浓度的钙钛矿层。在高离子浓度下,如图 1a 所示,无法形成累积通道,因为栅极场被移动离子屏蔽,如图 1b 所示。只有当栅极偏压足够大以至于离子无法完全屏蔽栅极场时,才能观察到场效应电流。因此,形成一个积累层,如图 1c 所示。溶液处理的钙钛矿中可移动离子的浓度估计为 10 25 m − 3 的数量级,[3,4] 导致表面电荷密度为几个 μ C cm − 2,例如甲基铵卤化铅的表面离子密度为 5 μ C cm − 2。[3] 当使用厚度为 200 nm 的典型 SiO 2 栅极电介质(相对介电常数,k = 3.9)时,如此大的密度需要施加大于 300 V 的栅极电压才能感应积累通道,但这是不切实际的,因为它会导致电介质击穿。因此,钙钛矿 FET 中的电流调制主要在低温下实现,此时离子电导率显著降低,或者在高频下使用脉冲模式操作,此时离子无法响应电场的快速变化。[5] 低温或高频操作严重限制了钙钛矿 FET 的实际应用。为了解决这些问题,人们尝试了材料改性,例如合成单晶微板、[6] 准二维纳米片 [7] 或多组分钙钛矿 [8,9]。然而,这些方法可能会损害高通量制造、可重复性或高效电荷传输。因此,减轻或补偿离子迁移率对于实现实用的钙钛矿基 FET 至关重要。在这里,我们建议使用能够诱导大表面电荷密度的介电材料,例如
灵敏度 - 数字成像 - 像素 - 量子效率 - 复位 - 正向偏置 - 区域板 - 通道电位 - 全帧成像器 - PPD - 采样频率 - 光子散粒噪声 - VGA - 产量 - 暗固定模式噪声 - 反向偏置二极管 - 收集效率 - 逐行扫描 - 动态范围 - 薄膜干涉 - 固定光电二极管 - 光谱灵敏度 - 饱和电压 - 双线性成像器 - 光子传输曲线 - 行间传输图像传感器 - 电荷耦合器件 - 微透镜 - 暗电流散粒噪声 - E SD - 条纹滤波器 - 数码相机 - 拼接 - 高斯分布 - 硅 - 热噪声 - 传感器结构 - 亮度 - 浮动扩散放大器 - 转换因子 - 闪烁 - MOS 电容 - 辐射单位 - 移位寄存器 - 带隙 - 黄色 - 补色 - 光电门 - 列放大器 - 纹波时钟 - 反转层 - CMOS 成像器 - 对数响应 - 普朗克常数 - 电荷泵 - 阈值电压 - 埋通道 CCD - 暗电流 - 噪声等效曝光 - MSB - 转换因子 -缺陷像素校正 - 边缘场 - 分辨率 - 双相传输 - 正透镜 - 角响应 - PRNU - 波长 - 帧传输成像器 - 电荷注入装置 - 测试 - 通道定义 - 摄像机 - 光晕 - 隔行扫描 - 彩色滤光片 - 自动白平衡 - 虚拟相位 - 拖尾 - 单斜率 ADC - 表面电位 - 耗尽层 - 垂直防光晕 - 多相钉扎 - 电子快门 - PAL - 埃普西隆 - 相关双采样 - 蓝色 - CIF - 洋红色 - 填充因子 - 延迟线 - 线性响应 - 规格 - 结深 - 复位噪声 - 线性图像传感器 - 光学低通滤波器 - 二氧化硅 - 光电二极管 - 勒克斯 - 闪光 ADC - 定时抖动 - 拥有成本 - 封装 - 光刻 - 有源像素传感器 - DSP - 积分时间 - 三相传输 - 光子通量 - 晶圆级封装 - 电荷泵 - 滤光轮 - 有效线时间 - 吸收深度 - 玻尔兹曼常数 - 弱反转 - LSB - 水平消隐 - 光栅滤波器 - 帧抓取器 - 原色 - 拜耳模式- 缩放 - 功耗 - 单色仪 - 模拟数字转换 - 光固定模式噪声 - 无源像素传感器 - 彩色棱镜 - SGA - 氮化硅 - 温度依赖性 - 负透镜 - sigma delta ADC - 混叠 - 插值 - 传输效率 - F 数 - 红色 - 动态像素管理 - 栅极氧化物 - 热漂移 - 热噪声 - 扩散 MTF - 有源像素传感器 - 泄漏器 - 1/f 噪声 - 青色 - 信噪比 - 孔径比 - 奈奎斯特频率 - 非隔行扫描 - 像素内存储器 - 四相传输 - 技术 - kTC 噪声 - 辐射损伤 - 离子注入 - MOS 晶体管 - 内透镜 - 光度单位 - 表面通道 CCD - 延时和集成成像器 - 宽高比 - 绿色 - NTSC - 单芯片相机 -可见光谱 - 调制传递函数 - 同步快门 - 马赛克滤光片 - 背面照明 - 色彩串扰 - 量化噪声 - 逐次逼近 ADC - 压缩 - 漏极 - 多晶硅 - 堆叠 - 光子转换 - 飞行时间 - 吸收系数 - DIL - 收集体积 - 孔 - 四线性成像器 - 单相传输 - 填充和溢出 - 收集效率 - 垂直消隐 - 源极跟随器 - 雪崩倍增 - 辐射 - 横向防晕 - 晶圆上测试 - 自感场 - 自动曝光 - 泊松分布 - 电荷复位 - 伽马
专业经历 - 意大利国家研究委员会 (CNR) 研究主任,罗马微电子与微系统研究所 (IMM),2018 年 11 月至今 - 休假时间:2018 年 12 月 1 日至 2019 年 8 月 31 日 - 德国柏林 Paul-Drude 固体电子研究所高级科学家,2010 年 8 月至 2019 年 8 月 31 日 - 德国 Jülich GmbH 研究中心研究员,2001 年 11 月至 2010 年 8 月 - 德国亚琛工业大学博士后小组,2000 年 2 月至 2001 年 10 月 - 美国马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯大学暑期学生小组,1998 年 7 月至 1998 年 8 月 教育经历 - 获得国立科学技术学院正教授资格,Fis03 - 02/B1 MIUR 教授资格,2016 年 - 2023 年2012 – 2019 年 - 任教资格(获得独立大学教学资格) 1. 柏林洪堡大学 德国 2012 年 5 月 30 日 2. 亚琛工业大学 德国 2010 年 2 月 4 日 - 罗马第一大学材料科学博士学位 2001 年 1 月 28 日 - 罗马第二大学物理学学士学位 1996 年 5 月 24 日 研究活动 她的研究集中在自旋电子学、纳米电子学、光电子学和存储器方面。 1996-2000 年:在攻读博士学位期间,她研究了外延 Ge/Si(100) 异质结构,以获得集成在 Si 上的 1.55 µ m 电信波长的光电探测器,为此她将光电探测器效率与结构缺陷相关联。 2000-2001:制备了具有可重复特性和室温磁阻相关变化的磁隧道结。生长了具有高自旋极化和光滑表面/平面界面的铁磁层(Co/AlOx/Co)。 2001-2005:制备了稀磁半导体(注入Mn、Cr或V离子的n型和p型GaN层)并实现了混合铁磁体/半导体结构,即在纤锌矿GaN(0001)上外延生长的bcc Fe(110)薄膜。 2004-2010:专注于III族氮化物NW的生长与表征,深入研究了生长机制和电子特性。由于NW的表面积与体积比很大,表面对NW的物理行为和器件性能有很大的影响。特别针对存在积累层和耗尽层的窄带隙(InN)和宽带隙(GaN)材料中的表面空间电荷层效应。对 GaN NW 电学性质的研究表明,带间光电效应随 NW 直径的变化而变化几个数量级。R. Calarco 通过模拟纳米线侧壁表面电子耗尽区的影响来解释这种不寻常的行为。这些研究结果的发表得到了 NW 界的高度认可,本文被广泛引用。2008-2013:参与两个关于实现单光子发射器的德国国家项目。致力于制造 pin 结、布拉格反射器和三元合金(In、Ga)N 纳米线结构,旨在实现可见光范围内的发光二极管 (LED)。纳米线可以生长为单个纳米晶体,结构缺陷比平面薄膜少;因此,它们能够提高器件质量。对于实际的器件应用,纳米线需要定位,为此,R. Calarco 开发了一种非常具有挑战性的生长程序,可以在没有任何金属帮助的情况下在预定位置选择性地生长纳米线(完整的半导体布局,与生产要求兼容)。2012 年,她介绍了一项关于并联运行的单纳米线 LED 的研究。2010-2018:平面氮化物研究。她研究了 In 2 O 3 上 InN 的生长。In 2 O 3 和 InN 之间可以实现重合晶格,并将失配降低到 < 1%。这使得 bcc-In 2 O 3 成为 InN 的有趣替代衬底。她进一步研究了 (In,Ga)N/GaN 短周期中的 In 含量