我们研究了50 Gy(H 2 O)对辐射敏感的P通道金属 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 磁性晶体效应晶体管,其栅极(RADFET)具有400和1000 nm的氧化物氧化物厚度(RADFETS),并具有0和5 V的栅极。辐照后(ir),在室温下进行自发退火(SA),而在门口没有电压。我们介绍了由MIDGAP技术确定的固定陷阱和开关陷阱的行为,以及在IR和SA期间由电荷泵送技术确定的快速开关陷阱的行为。剂量晶体管的一个非常重要的特征是褪色,它代表了SA期间辐射辐射的阈值电压的恢复。9100小时后的最大褪色约为15%,除了磁氧化物厚度为1000 nm,栅极电压为5V的RADFET,其含量约为30%。提出了一个用于褪色的拟合方程,它很好地拟合了实验褪色值。
由于晶体管转弯式的锁骨限制,几乎无法将其推向深-1-V范围。因此,电源电压的任何降低都需要相应地降低阈值电压,从而导致源漏水泄漏电流增加,高相关的静态功率耗散,电路延迟和有限的噪声率。2,3然而,人们对改善计算能力的需求增长,以处理大量数据,4降低能源对移动和自动型系统的能源消耗,以及 - 此外,还采用了新型的系统体系结构方法来提高电子系统的安全性。5这些未来的应用需要在给定的领域中集成更多的计算能力,同时又可以节能,这使得对新设备概念和计算机架构的研究越来越重要。最近,在设备级别提供运行时可重构性的新兴技术表明,其潜力超出了克服这些挑战的常规互补金属氧化物半导体(CMOS)技术。不限于缩放,核心概念是扩展单个设备组件的功能。6-
随着微观粒子(m 到 nm)布朗碰撞或表面现象成为主导,自推进游泳者的设计、合成和运动控制仍然是该领域的主要挑战。一种有趣的方法是将微电子器件(例如半导体二极管)用作自推进电子游泳者(e-swimmer)。这些设备具有将运动与电子响应(如光发射)耦合的独特功能。[26-28] Velev 等人在外部电场的作用下,通过电渗机制证明了半导体二极管在空气/水界面的运动控制。[26] 此外,电场不仅提供方向控制,还可以打开和关闭这些电子游泳者的电子响应。虽然需要方向控制,但自主运动是理解集体行为的关键。一种有前途的替代方案是设计由连接到微电子器件电端子的自发化学反应驱动的自主电子游泳者。如果所涉及的氧化还原反应选择得当,可以产生足够的电位差来克服开启这些设备所需的阈值电压。在这项工作中,我们引入了这样一种化学电子游泳器,它基于 Mg 和
我们研究了50 Gy(H 2 O)对辐射敏感的P通道金属 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 磁性晶体效应晶体管,其栅极(RADFET)具有400和1000 nm的氧化物氧化物厚度(RADFETS),并具有0和5 V的栅极。辐照后(ir),在室温下进行自发退火(SA),而在门口没有电压。我们介绍了由MIDGAP技术确定的固定陷阱和开关陷阱的行为,以及在IR和SA期间由电荷泵送技术确定的快速开关陷阱的行为。剂量晶体管的一个非常重要的特征是褪色,它代表了SA期间辐射辐射的阈值电压的恢复。9100小时后的最大褪色约为15%,除了磁氧化物厚度为1000 nm,栅极电压为5V的RADFET,其含量约为30%。提出了一个用于褪色的拟合方程,它很好地拟合了实验褪色值。
2 回顾WBG器件、SiC MOSFET、电源模块及其可靠性挑战。 6 2.1 WBG 器件 6 2.2 SiC MOSFET 特性 8 2.2.1 V gs(栅极 - 源极电压) 10 2.2.2 阈值电压 (V th ) 11 2.2.3 导通电阻 R on 12 2.3 SiC 功率模块 14 2.4 SiC 功率模块的当前行业实践 18 2.5 SiC MOSFET 的故障症状 21 2.5.1 栅极氧化层故障 21 2.5.2 体二极管故障 23 2.5.3 栅极漏电流故障 25 2.5.4 导致故障的雪崩事件 27 2.6 可靠性简介 28 2.6.1 功率模块中的电源循环 29 2.6.2 热膨胀和诱发应力 30 2.7 电源循环故障模式 31 2.7.1 引线键合疲劳 32 2.7.2 士兵退化 33 2.7.3 金属化重建 34 2.8 功率循环测试 35 2.8.1 功率循环寿命模型 38
本研究通过采用高介电常数电介质材料来提高19nm单栅极MOSFET的性能。通过采用高K电介质材料代替SiO2,可以满足MOSFET器件尺寸缩小趋势的要求。因此,实现了具有不同高K电介质材料的19nm n沟道MOSFET器件,并分析了其性能改进。通过Silvaco TCAD工具中的ATHENA模块进行虚拟制造。同时,使用ATLAS模块利用器件特性。还对上述材料进行了模拟,并与相同结构的传统栅极氧化物SiO2进行了比较。最后,结果证明,氧化钛(TiO2)器件是金属栅极钨硅化物(WSix)组合的最佳介电材料。该器件 (WSix/TiO2) 的驱动电流 (ION) 在阈值电压 (VTH) 为 0.534 V 时为 587.6 µA/um,而预测的目标值为 0.530 V,并且 IOFF 相对较低,为 1.92 pA/µm。该 ION 值符合国际半导体技术路线图 (ITRS) 2013 年对低性能 (LP) 技术预测的最低要求。
我们研究了限制具有金属/铁电/夹层/Si (MFIS) 栅极堆栈结构的 n 型铁电场效应晶体管 (FeFET) 耐久性的电荷捕获现象。为了探索电荷捕获效应导致耐久性失效的物理机制,我们首先建立一个模型来模拟 n 型 Si FeFET 中的电子捕获行为。该模型基于量子力学电子隧穿理论。然后,我们使用脉冲 I d - V g 方法来测量 FeFET 上升沿和下降沿之间的阈值电压偏移。我们的模型很好地符合实验数据。通过将模型与实验数据拟合,我们得到以下结论。(i)在正工作脉冲期间,Si 衬底中的电子主要通过非弹性陷阱辅助隧穿被捕获在 FeFET 栅极堆栈的铁电 (FE) 层和夹层 (IL) 之间的界面处。 (ii) 基于我们的模型,我们可以得到在正操作脉冲期间被捕获到栅极堆栈中的电子数量。 (iii) 该模型可用于评估陷阱参数,这将有助于我们进一步了解 FeFET 的疲劳机制。
摘要:由对石墨烯的开创性研究触发,已经研究了二维分层材料(2DLM)的家族已有十多年了,并且已经证明了具有吸引力的功能。然而,仍然存在挑战,抑制了高质量的增长和电路水平的整合,而先前研究的结果仍然远远不符合工业标准。在这里,我们通过利用机器学习(ML)算法来评估影响MOS 2顶部门控型晶体管(FET)的电气特性的关键过程参数来克服这些挑战。然后通过ML与网格搜索相结合来指导晶圆尺度的制造过程,以使设备性能(包括移动性,阈值电压和亚阈值秋千)合作。针对MOS 2 FET实施了62级香料建模,并进一步用于构建功能性数字,模拟和光电检测电路。最后,我们介绍了晶圆尺度的测试FET阵列,以及使用行业标准设计流和流程的4位全加法器。总的来说,这些结果在实验中验证了ML辅助制造优化对超硅电子材料的应用潜力。
曲线)。相关的声感应电压信号显示为绿点,即所谓的 AE 命中。每个命中的峰值幅度以 dB AE 为单位绘制(参考值 1 μV)。在给定的示例中,时间相关的力曲线在接触力高达约 230 mN 时是非线性的,同时在阈值电压 U th 23 dB AE 以上测量到大量 AE 命中。这种影响是由于压头随着接触载荷的增加而穿透 Al-Cu 顶层,该顶层发生塑性变形并且压痕深度不断增加(见图 7a)。AE 命中的数量及其峰值幅度随着穿透深度的增加而减少。在接触力超过 230 mN 时,只会发生孤立的低幅度命中。在 Al-Cu 顶层上压痕时 SiO x 层开始开裂,接触力 F c 为 367 mN,峰值幅度 A peak 为 55.9 dB AE 。图 6b 绘制了裂纹诱发的 AE 冲击的示例性波信号及其整个信号持续时间。[1]
我们对基于 Al x Ga 1 x N 量子阱通道的 AlN/AlGaN/AlN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 的电气特性进行了成分依赖性研究,其中 x ¼ 0.25、0.44 和 0.58。这种超宽带隙异质结构是下一代射频和电力电子器件的候选材料。使用选择性再生长的 n 型 GaN 欧姆接触会导致接触电阻随通道中 Al 含量的增加而增加。DC HEMT 器件特性表明,对于 x ¼ 0.25、0.44 和 0.58,最大漏极电流密度分别从 280 mA/mm 逐渐降低到 30 mA/mm 再到 1.7 mA/mm。与此同时,这三个 HEMT 的阈值电压 (幅度) 同时从 5.2 V 降低到 4.9 V 再到 2.4 V。这一关于 Al 组分 x 对晶体管特性影响的系统实验研究为在 AlN 上设计用于高电压和高温极端电子器件的 AlGaN 通道 HEMT 提供了宝贵的见解。
