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oe1(光电查) - 科学论文

6 条数据
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  • GaN HEMT横向尺寸缩放下自热效应的评估

    摘要： 通过基于元胞蒙特卡罗粒子器件模拟器，研究了硅基GaN高电子迁移率晶体管中自热机制的影响。该框架通过声子能量平衡方程纳入热效应，实现电荷与热输运的自洽耦合。首先建立实验器件的先进电热模型并校准至直流特性测量值，由于捕捉了改变电荷输运的散射过程温度依赖性，模型在整个IDS(VGS?VDS)空间呈现精确描述。随后利用该模型评估横向尺寸缩减（即减小源漏栅间距LSG和栅漏间距LGD）的影响，通过获取声学/光学声子模式的详细温度分布图以及电场与载流子速度分布曲线进行研究。研究发现沟道热点位置并非如既往方法预测的处于电场峰值处，而是向漏极偏移达32纳米。此外研究表明：虽然尺寸缩减器件具有更优的直流和小信号交流性能，但在耗散相同直流功率时，其沟道温度较原始非缩减器件升高高达15%，且全器件温度分布与缩减版图呈现强相关性。

    关键词： 可靠性、高电子迁移率晶体管（HEMTs）、蒙特卡罗方法、自热效应、尺寸缩放、氮化镓（GaN）

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018.7.9-2018.7.13)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 碳纳米管纤维阴极顶端热交换的改进多尺度模型

    摘要： 我们建立了一个碳纳米管纤维（CNF）场发射（FE）的多尺度模型，该模型详细考虑了位于纤维尖端的碳纳米管（CNT）阵列中的热交换机制。该模型计入了纤维内部的焦耳热、纤维顶端的辐射冷却，以及随着外加电场增强，纤维顶端阵列中碳纳米管从诺丁汉加热向亨德森冷却的转变过程。该模型通过数值计算每个碳纳米管的发射电流及其尖端的能量交换，预测了随外加电场变化的碳纳米管损毁比例。对于存活的碳纳米管，该模型还预测了在外加电场上扫和下扫过程中，经历亨德森冷却或诺丁汉加热的碳纳米管比例。本研究为碳纳米管纤维的场发射特性提供了新的见解。

    关键词： 碳纳米管纤维、多尺度模型、场发射、亨德森冷却、自热效应、诺丁汉加热

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 基于离散脉冲电流时间法的氮化镓基功率器件沟道热阻评估方法

    摘要： 本文提出了一种提取晶体管器件沟道热阻的简易电学方法。该方法通过对比直流与离散脉冲特性，估算直流偏置条件下的有效沟道温升。利用离散脉冲I-t特性法可有效消除器件自热效应，从而避免低估器件沟道热阻，使得在高功率工况下进行热学测量成为可能。该技术已应用于三种不同衬底的横向GaN HEMT器件以及蓝宝石衬底垂直型GaN电流孔径垂直电子晶体管(CAVET)，验证了其对不同器件结构和几何构型的灵敏度与有效性。

    关键词： 高电子迁移率晶体管（HEMTs）、自热效应、电流孔径垂直电子晶体管（CAVET）、沟道热阻

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 填充铜结构的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管热分析与工作特性：一项仿真研究

    摘要： 在本研究中，我们通过采用铜填充沟槽和通孔结构来改善散热效果，进而研究了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）的工作特性。为此，我们使用基础T型栅HEMT器件构建了热结构。为明确器件结构中的热流分布，应用了针对GaN、SiC和Cu材料的热导率模型及相应传热特性。首先，我们模拟了基础SiC衬底GaN HEMT的直流（DC）特性，以确认AlGaN/GaN HEMT的自热效应。随后，为验证铜填充热结构的散热效果，对比了阈值电压、跨导、饱和电流和击穿电压等直流特性参数。最后，我们估算并比较了二维电子气沟道的晶格温度、漏极侧栅头边缘附近的垂直晶格温度，以及对铜填充热沟槽和通孔结构进行的瞬态热分析。通过本研究，采用有效散热结构优化了AlGaN/GaN HEMT的工作特性。

    关键词： 热导率，高电子迁移率晶体管，氮化镓，自热效应，铜填充结构

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2018年第14届国际固态与集成电路技术会议(ICSICT) - 中国青岛 (2018.10.31-2018.11.3)] 2018年第14届IEEE国际固态与集成电路技术会议(ICSICT) - 新型集成4H-SiC温度传感器的仿真

    摘要： 本文提出了一种新型集成于4H-SiC功率MOSFET的肖特基势垒二极管温度传感器。该温度传感器采用双重电气隔离和附加电流路径设计，使其能在功率MOSFET的任何工作状态下正常运行。得益于充分的电气隔离，传感器与功率MOSFET之间的串扰几乎被消除。此外，在恒定偏置电流Id=1mA条件下，测得其高灵敏度S=1.21mV/K。该温度传感器展现出良好的线性度，均方根误差R2=0.99996。

    关键词： 温度传感器，4H-SiC，功率MOSFET，自热效应，串扰

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • [2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会(WiPDA) - 美国佐治亚州亚特兰大市(2018.10.31-2018.11.2)] 2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会(WiPDA) - 新一代1.2千伏碳化硅MOSFET的短路耐受能力

    摘要： 新一代基于碳化硅(SiC)的MOSFET器件已由制造商实现商业化，其芯片尺寸更小且功率密度更高，性能较前代产品有显著提升。由于芯片尺寸缩小，在短路(SC)等工况下可用于耗散能量的体积减少，导致器件自热效应加剧，因此短路耐受时间(SCWT)相应缩短。作为可靠性考量，需要分析这些器件在极端工况(如短路)下的鲁棒性，以便改进设计或为特定易受短路影响的MOSFET应用场景开发更优的检测与保护电路。本研究测量了Wolfspeed公司采用TO-247-4引脚封装(芯片尺寸更小)的第三代1.2kV SiC MOSFET的短路耐受特性。通过破坏性短路测试，分析了不同直流母线电压、栅极偏置电压、短路脉冲持续时间及自热行为下的器件失效机理。实测数据显示：在800V直流母线电压下，该器件的SCWT为2μs；而采用更大芯片尺寸和TO-247-3引脚封装的第二代1.2kV器件SCWT为4.5μs。配备开尔文源极接触的器件相比无开尔文源极的同类产品，表现出更高的峰值短路电流。

    关键词： 短路鲁棒性、碳化硅MOSFET、开尔文源极接触、自热效应、失效分析

    更新于2025-09-04 15:30:14