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基于SiGe吸收层的薄膜直接带隙SiGeSn合金异质结构太阳能电池分析
摘要： 由第四族元素组成的三元合金Si1-x-yGexSny或GexSn1-x因其直接带隙特性近年来受到研究者关注。本研究探究了采用该合金制备的太阳能电池性能。我们提出了一种基于Si1-x-yGexSny衬底生长的n+ Si1-x-yGexSny（发射极）/p- Si1-xGex（吸收层）/p- Si1-x-yGexSny（基区）/p+ Si1-x-yGexSny（背场层：BSF）结构的太阳能电池。计算值与现有Si1-xGex太阳能电池数据对比显示，该结构具有相对更优的性能。研究还分析了不同吸收层厚度、吸收层与BSF层掺杂浓度、Si1-xGex中Ge含量及Si1-x-yGexSny中Sn含量的影响。该结构在仅10微米薄衬底厚度下实现了高达19.9%的转换效率，其低衬底厚度与高效率特性使其成为航天器与卫星应用中极具吸引力的低成本器件方案。
关键词： 转换效率、TCAD模拟、单结太阳能电池、Si1-x-yGexSny合金
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于集成缩小尺寸IGZO薄膜晶体管的器件结构与钝化方案
摘要： 本研究的重点在于器件结构缩放及IGZO薄膜晶体管在不同半导体钝化方案下的性能依赖性。通过TCAD模拟深入分析了决定静电控制极限的关键细节。研究调整了栅极和背沟道区域的介质材料以抑制短沟道效应，并对PECVD钝化层工艺配方、氧气氛退火工艺以及ALD覆盖层材料进行了必要改进。针对沟道长度小至1微米的缩放器件，通过静电特性及热应力/偏压应力下的稳定性进行了评估。本文提出了优化后的工艺方案及相关操作细节，并给出了进一步将沟道长度缩减至亚微米尺度的可选方案。
关键词： 氧化铟镓锌薄膜晶体管、缩放、TCAD模拟、静电控制、等离子体增强化学气相沉积、短沟道效应、原子层沉积、热稳定性、偏置应力、钝化
更新于2025-09-16 10:30:52
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圆柱表面曲率对薄膜晶体管静电特性的几何影响
摘要： 基于柔性衬底的薄膜晶体管（TFT）集成电路为人体交互系统提供了创新解决方案。研究人员已在纺织物、纸张、人工褶皱衬底及纤维等纹理表面制备了TFT器件，这会导致金属-绝缘体-半导体（MIS）堆叠结构从平面几何形态发生显著形变形成高曲率结构。虽然直接在纹理表面沉积不会产生机械应力（与弯曲、屈曲或起皱过程产生的应力不同），但高曲率几何形态会影响TFT特性。本文提出描述高曲率对TFT电学性能影响的解析模型，该模型通过极坐标系下泊松-玻尔兹曼方程求解获得，适用于半导体-绝缘体界面曲率半径rsi与绝缘层厚度ti比值在2至50范围（零高斯曲率）的圆柱面结构，并采用非晶铟镓锌氧化物（a-GIZO）进行技术计算机辅助设计（TCAD）仿真验证。研究表明：当半导体-绝缘体界面呈凸面弯曲（法向量指向栅极）时，其自由载流子浓度较平面TFT增加50%（rsi/ti=2）至8.5%（rsi/ti=15）；而凹面弯曲时则相应降低。因此曲率可调节TFT跨导特性。模型显示当rsi/ti>25时曲率影响可忽略（<4%变化）。研究还探讨了将结果推广至周期性圆柱面及其他半导体材料的技术方法及实验验证，为理解纹理衬底TFT器件的行为特性建立了分析基础。
关键词： 纹理表面、TCAD模拟、非晶氧化铟镓锌(a-GIZO)、柔性衬底、薄膜晶体管、泊松-玻尔兹曼方程
更新于2025-09-09 09:28:46