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基极触发的雪崩晶体管导通机理
1
作者 王欢 乔汉青 +4 位作者 程骏 胡龙 李昕 王翔宇 方旭 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第5期432-441,共10页
为研究基极触发的雪崩晶体管导通机理,建立了雪崩晶体管(n+⁃p⁃n⁃n+掺杂结构)的准三维器件模型和实验测试电路。研究了雪崩晶体管的温度分布特征,导通结束后器件最高温度约为417 K,位于电流通道内n⁃n+边界处。当集电极电压为300 V、基极... 为研究基极触发的雪崩晶体管导通机理,建立了雪崩晶体管(n+⁃p⁃n⁃n+掺杂结构)的准三维器件模型和实验测试电路。研究了雪崩晶体管的温度分布特征,导通结束后器件最高温度约为417 K,位于电流通道内n⁃n+边界处。当集电极电压为300 V、基极触发电压为2.4 V时,仿真和实验获得的脉冲上升时间分别为2.4 ns、2.5 ns,半高宽(FWHM)分别为6.2 ns、5.8 ns,仿真和实验结果基本一致。研究结果表明:高触发脉冲电压幅值会加速晶体管内部电场的重建过程,从而缩短延迟时间,提高晶体管响应速度;负载阻抗会影响器件导通通道尺寸,负载阻抗减小时,电流密度提升,器件通过缩窄通道来提高通道内电流密度,宏观导通电阻降低。 展开更多
关键词 雪崩晶体管 超宽带(UWB)脉冲 雪崩击穿 碰撞电离 物理参数模型
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Zn扩散对InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管雪崩击穿概率的影响
2
作者 郭可飞 尹飞 +8 位作者 刘立宇 乔凯 李鸣 汪韬 房梦岩 吉超 屈有山 田进寿 王兴 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期184-194,共11页
对InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管进行结构设计与数值仿真,得到相应的电学与光学参数。针对雪崩击穿概率对器件光子探测效率的影响,研究了两次Zn扩散深度差、Zn扩散横向扩散因子、Zn掺杂浓度以及温度参数与器件雪崩击穿概率的关系。研... 对InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管进行结构设计与数值仿真,得到相应的电学与光学参数。针对雪崩击穿概率对器件光子探测效率的影响,研究了两次Zn扩散深度差、Zn扩散横向扩散因子、Zn掺杂浓度以及温度参数与器件雪崩击穿概率的关系。研究发现,当深扩散深度为2.3μm固定值时,浅扩散深度存在对应最佳目标值。浅扩散深度越深,相同过偏压条件下倍增区中心雪崩击穿概率越大,电场强度也会随之增加。当两次Zn扩散深度差小于0.6μm时,会发生倍增区外的非理想击穿,导致器件的暗计数增大。Zn扩散横向扩散因子越大,倍增区中心部分雪崩击穿概率越大,而倍增区边缘雪崩击穿概率会越小。在扩散深度不变的情况下,浅扩散Zn掺杂浓度对雪崩击穿概率无明显影响,但深扩散Zn掺杂浓度越高,相同过偏压条件下雪崩击穿概率越小。本文研究可为设计和研制高探测效率、低暗计数InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管提供参考。 展开更多
关键词 雪崩光电二极管 INGAAS/INP ZN扩散 单光子探测 雪崩击穿概率
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雪崩晶体管电压斜坡触发模式下终端失效机理研究 被引量：1
3
作者 温凯俊 梁琳 陈晗 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期220-226,共7页
随着超宽带脉冲信号系统在新能源汽车智能化感知技术等许多重要领域的应用,高幅值、快前沿脉冲源的研发得到了广泛研究。针对纳秒级前沿脉冲对超快功率半导体开关的需求,进行了雪崩晶体管在电压斜坡触发模式下终端失效机理的研究。利用... 随着超宽带脉冲信号系统在新能源汽车智能化感知技术等许多重要领域的应用,高幅值、快前沿脉冲源的研发得到了广泛研究。针对纳秒级前沿脉冲对超快功率半导体开关的需求,进行了雪崩晶体管在电压斜坡触发模式下终端失效机理的研究。利用仿真模型的静态特性与器件样品进行对比分析,测试了器件样品的动态开通特性。在成功得到纳秒级开通速度器件的基础上,对器件在电压斜坡触发模式下出现的失效现象进行了分析。 展开更多
关键词 雪崩晶体管 二次击穿 半导体器件建模 MARX电路 失效分析
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雪崩光电探测器的击穿效应模型分析
4
作者 李冲 杨帅 +5 位作者 刘玥雯 徐港 关锴 李占杰 李巍泽 刘云飞 《半导体光电》 CAS 北大核心 2023年第4期493-497,共5页
基于CMOS工艺制备了空穴触发的Si基雪崩探测器(APD),基于不同工作温度下器件的击穿特性,建立空穴触发的雪崩器件的击穿效应模型。根据雪崩击穿模型和击穿电压测试结果,拟合曲线得到击穿电场与温度的关系参数(dE/dT),器件在250~320 K区间... 基于CMOS工艺制备了空穴触发的Si基雪崩探测器(APD),基于不同工作温度下器件的击穿特性,建立空穴触发的雪崩器件的击穿效应模型。根据雪崩击穿模型和击穿电压测试结果,拟合曲线得到击穿电场与温度的关系参数(dE/dT),器件在250~320 K区间内,击穿电压与温度是正温度系数,器件发生雪崩击穿为主,dV/dT=23.3 mV/K,其值是由倍增区宽度以及载流子碰撞电离系数决定的。在50~140 K工作温度下,击穿电压是负温度系数,器件发生隧道击穿,dV/dT=-58.2 mV/K,其值主要受雪崩区电场的空间延伸和峰值电场两方面因素的影响。 展开更多
关键词 硅基雪崩探测器 击穿电压 温度系数 击穿模型
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雪崩管Marx电路波形振荡影响因素分析
5
作者 赵维 胡学溢 +2 位作者 陈煜青 成真伯 燕有杰 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期166-172,共7页
基于雪崩晶体管的Marx电路常用于产生高压纳秒脉冲,输出波形通常具有前沿时间百ps量级、指数型放电后沿、kV级输出电压等特征。然而这种电路结构的典型输出波形后沿通常存在振荡或畸变;Marx电路的储能电容较大时,波形前沿还会出现尖峰振... 基于雪崩晶体管的Marx电路常用于产生高压纳秒脉冲,输出波形通常具有前沿时间百ps量级、指数型放电后沿、kV级输出电压等特征。然而这种电路结构的典型输出波形后沿通常存在振荡或畸变;Marx电路的储能电容较大时,波形前沿还会出现尖峰振荡;已有研究对此关注较少或将其归因于电路杂散参数、阻抗匹配的影响。从雪崩晶体管动态导通过程的角度进行了仿真分析,并对储能电容取值、Marx电路级数、充电电压等因素的影响开展了实验研究。结果表明,雪崩晶体管自身过压导通状态是引起波形振荡的关键因素;储能电容越大、Marx级数越低、充电电压越小,则振荡的现象越明显,振荡幅值甚至能够高于晶体管雪崩击穿形成的快前沿尖峰,此时快前沿尖峰即体现为波形前沿上的振荡。通过调整Marx电路储能电容大小、优化微带线结构等方式可改善输出波形振荡。 展开更多
关键词 雪崩晶体管 MARX电路 波形振荡 雪崩击穿 纳秒脉冲
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SiGe HBT中雪崩击穿效应对电流电压特性的影响 被引量：1
6
作者 钱伟 金晓军 +3 位作者 张进书 陈培毅 林惠胜 钱佩信 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第8期120-122,138,共4页
本文分析和计算了基区不同Ge含量的器件在碰撞电离和雪崩击穿效应下的电流和电压特性，结果表明，在其它参数相同的条件下，基区Ge含量越高的器件，虽然直流增益得到很大提高，但伴随着器件更容易发生载流子碰撞电离引起的基极电流反向... 本文分析和计算了基区不同Ge含量的器件在碰撞电离和雪崩击穿效应下的电流和电压特性，结果表明，在其它参数相同的条件下，基区Ge含量越高的器件，虽然直流增益得到很大提高，但伴随着器件更容易发生载流子碰撞电离引起的基极电流反向和大注入下的基区push-out效应，同时器件共射击穿电压BVCEO也会大大的降低．由于在不同的电路中对器件的性能要求是不同的。 展开更多
关键词 异质结构 双极晶体管 雪崩击穿 锗化硅合金
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基于多物理场计算的二极管雪崩击穿效应分析 被引量：2
7
作者 徐可 曾洪正 陈星 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期60-62,共3页
基于电磁场、半导体物理及热力学方程的半导体器件多物理场模型方程组共同描述了器件内部的电热特性。而半导体器件在反向电压作用下,会发生碰撞电离及雪崩击穿现象。采用多物理场计算方法仿真型号为HSMS-282C的肖特基二极管的雪崩击穿... 基于电磁场、半导体物理及热力学方程的半导体器件多物理场模型方程组共同描述了器件内部的电热特性。而半导体器件在反向电压作用下,会发生碰撞电离及雪崩击穿现象。采用多物理场计算方法仿真型号为HSMS-282C的肖特基二极管的雪崩击穿现象,仿真结果与实验测量结果吻合,表明该算法能准确表征二极管物理特性,并对效应现象给出物理机理解释。 展开更多
关键词 多物理场 电磁仿真 二极管 雪崩击穿
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提高雪崩击穿电压新技术──深阱终端结构 被引量：1
8
作者 周蓉 胡思福 张庆中 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期259-261,共3页
研究了深阱终端结构提高击穿电压的原理，模拟分析了阱中介质、阱深、阱宽及阱表面场板对击穿电压的影响。结果表明，带有场极的深阱终端结构可以提高击穿电压到平行平面结的９０％。同时，深阱终端结构在不减小散热面积的情况下，还大... 研究了深阱终端结构提高击穿电压的原理，模拟分析了阱中介质、阱深、阱宽及阱表面场板对击穿电压的影响。结果表明，带有场极的深阱终端结构可以提高击穿电压到平行平面结的９０％。同时，深阱终端结构在不减小散热面积的情况下，还大大减小了结面积，减小了漏电流，有助于改善器件的频率特性，提高器件的稳定性。 展开更多
关键词 深阱终端 雪崩击穿电压 介质 场板 结构
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GAT实现高电流增益与高雪崩击穿电压兼容特性分析 被引量：1
9
作者 庄宝煌 黄美纯 +1 位作者 朱梓忠 李开航 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期206-211,共6页
通过作者最近建立的关于电力半导体器件 GAT的集电结耗尽层电位分析和电场分布的二维解析模型定量研究了 GAT的雪崩击穿特性 ,并且定量解释了该器件实现高击穿电压与高电流增益兼容的实验结果。
关键词 电流增益 雪崩击穿电压 兼容性 功率晶体管
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功率MOSFET雪崩击穿问题分析 被引量：5
10
作者 李意 尹华杰 牟润芝 《电源技术应用》 2003年第12期45-48,共4页
分析了功率 MOSFET 雪崩击穿的原因,以及 MOSFET 故障时能量耗散与器件温升的关系。和传统的双极性晶体管相比,反向偏置时 MOSFET 雪崩击穿过程不存在"热点"的作用,而电气量变化却十分复杂。寄生器件在 MOSFET 的雪崩击穿中... 分析了功率 MOSFET 雪崩击穿的原因,以及 MOSFET 故障时能量耗散与器件温升的关系。和传统的双极性晶体管相比,反向偏置时 MOSFET 雪崩击穿过程不存在"热点"的作用,而电气量变化却十分复杂。寄生器件在 MOSFET 的雪崩击穿中起着决定性的作用,寄生晶体管的激活导通是其雪崩击穿的主要原因。在 MOSFET 发生雪崩击穿时,器件内部能量的耗散会使器件温度急剧升高。 展开更多
关键词 双极性晶体管 功率MOSFET 雪崩击穿 寄生晶体管 能量耗散
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深阱RF功率双极晶体管雪崩击穿特性的模拟分析 被引量：1
11
作者 张玉才 胡思福 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第8期688-693,共6页
本文提出一种能有效提高 Ｒ Ｆ 功率晶体管雪崩击穿电压和频率特性的晶体管结构深阱 Ｒ Ｆ 功率双极晶体管，并且采用 Ｍ Ｅ Ｄ Ｉ Ｃ Ｉ分析软件研究了影响器件特性的一些因素：深阱阱壁的宽度与深度、阱壁填充介质、界面电荷以... 本文提出一种能有效提高 Ｒ Ｆ 功率晶体管雪崩击穿电压和频率特性的晶体管结构深阱 Ｒ Ｆ 功率双极晶体管，并且采用 Ｍ Ｅ Ｄ Ｉ Ｃ Ｉ分析软件研究了影响器件特性的一些因素：深阱阱壁的宽度与深度、阱壁填充介质、界面电荷以及场板．采用这种技术的功率晶体管（ Ｖ Ｈ Ｆ，线性输出功率 １５ Ｗ ）的结构参数为 Ｎ Ｃ＝ ７０×１０１５ ｃｍ － ３ Ｎ 型外延层，集电结结深 Ｘ Ｊ Ｃ＝ ０３μｍ ，未掺杂多晶硅填充深槽．典型的器件雪崩击穿电压为 Ｂ Ｖ Ｃ Ｂ Ｏ＝ ７２ Ｖ，截止频率 １６ Ｇ Ｈｚ；并且该晶体管具有较小的漏电流（～２０μ Ａ）．这初步显示了深阱结构在 Ｒ Ｆ 展开更多
关键词 双极晶体管 雪崩击穿 深阱晶体管
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硅雪崩击穿冷微阴极的电子发射特性
12
作者 李琼 袁美英 +4 位作者 薛臻 汤世豪 徐静芳 张锻 吴俊雷 《华东师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1992年第3期105-106,共2页
制成高电子发射效率的稳定可靠的冷阴极是使真空微电子器件得以实现的关键.本文报导了硅超浅PN结雪崩击穿式冷阴极的结构和工作原理以及电子发射的测试结果. 器件结构和工作原理冷阴极的基本结构如图1所示,图1中中心P^+N^(++)区是电子... 制成高电子发射效率的稳定可靠的冷阴极是使真空微电子器件得以实现的关键.本文报导了硅超浅PN结雪崩击穿式冷阴极的结构和工作原理以及电子发射的测试结果. 器件结构和工作原理冷阴极的基本结构如图1所示,图1中中心P^+N^(++)区是电子发射有源区.N^+环区为接触区.P^+和N^(++)区分别由硼和砷离子注入形成.硼注入条件为25 KeV,1.5 E13cm^(-2)+60 KeV,1.5 E13cm^(-2).硅片在B^+注入后放入900℃氮气中退火1小时,使硼离子得到有效激活. 展开更多
关键词 硅雪崩击穿 冷阴极 电子发射
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N型LDMOS器件在关态雪崩击穿条件下的退化
13
作者 郭维 丁扣宝 +2 位作者 韩成功 朱大中 韩雁 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1038-1042,共5页
针对功率开关管在未箝位电感性开关转换时会反复发生雪崩击穿,引起器件参数退化的问题,对一种20V N型横向双扩散MOS器件(NLDMOS)在关态雪崩击穿条件下导通电阻的退化进行研究.通过恒定电流脉冲应力测试、TCAD(technology computer-aided... 针对功率开关管在未箝位电感性开关转换时会反复发生雪崩击穿,引起器件参数退化的问题,对一种20V N型横向双扩散MOS器件(NLDMOS)在关态雪崩击穿条件下导通电阻的退化进行研究.通过恒定电流脉冲应力测试、TCAD(technology computer-aided design)仿真和电荷泵测试,分析研究导通电阻退化发生的区域及退化的微观机理,并针对实验结果提出2种退化机制:(1)NLDMOS漂移区中的空穴注入效应,这种机制会在器件表面产生镜像负电荷,造成开态导通电阻Ron的减少;(2)漂移区中的表面态增加效应,这种机制会造成载流子迁移率的下降,引起Ron的增加.这2种机制都随着雪崩击穿电流的增加而增强. 展开更多
关键词 横向双扩散N型MOS器件 雪崩击穿 导通电阻退化 电荷泵
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雪崩三极管的雪崩击穿导通特性研究
14
作者 徐守利 张鸿亮 +5 位作者 郎秀兰 杨光晖 倪涛 段雪 刘京亮 许春良 《通讯世界》 2022年第7期19-22,共4页
雪崩三极管是较为理想的高压窄脉冲信号源半导体元器件,研究其雪崩击穿导通特性将有助于设计与优化基于雪崩三极管的脉冲产生电路。本文通过搭建雪崩三极管击穿工作电路,测试雪崩三极管在基极大注入触发的二次击穿导通模式,以及集电极... 雪崩三极管是较为理想的高压窄脉冲信号源半导体元器件,研究其雪崩击穿导通特性将有助于设计与优化基于雪崩三极管的脉冲产生电路。本文通过搭建雪崩三极管击穿工作电路,测试雪崩三极管在基极大注入触发的二次击穿导通模式,以及集电极—发射极和集电极—基极高压引起的雪崩击穿导通模式下的器件导通特性,并提取其开关导通参数,研究了开关导通特性,分析了雪崩三极管高压窄脉冲信号产生电路的性能,改进完善了电路设计。 展开更多
关键词 雪崩三极管 开关导通特性 雪崩击穿
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高边缘击穿和扩展光谱的圆形单光子雪崩二极管（英文） 被引量：2
15
作者 金湘亮 曾朵朵 +4 位作者 彭亚男 杨红姣 蒲华燕 彭艳 罗均 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期403-407,共5页
介绍了一种0. 18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的新型宽光谱荧光相关谱探测器,其为高边缘击穿、扩展光谱和低暗计数率的圆形单光子雪崩二极管(SPAD).该器件由p+/deep n-well结,p-well保护环和多晶硅保护环组成.通过Silvaco TCAD 3... 介绍了一种0. 18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的新型宽光谱荧光相关谱探测器,其为高边缘击穿、扩展光谱和低暗计数率的圆形单光子雪崩二极管(SPAD).该器件由p+/deep n-well结,p-well保护环和多晶硅保护环组成.通过Silvaco TCAD 3D器件仿真,直径为10μm的圆形p+/deep n-well SPAD器件具有较高边缘击穿特性.此外,p+/deep n-well结SPAD比p+/n-well结SPAD具有更长的波长响应和扩展光谱响应范围.该器件在0. 5 V过量偏压下,可在490~775 nm波长范围内实现超过40%的光子探测率.该圆形p+/deep n-well SPAD器件在25℃时具有较好雪崩击穿为15. 14 V,具有较低暗计数率为638 Hz. 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管(SPAD) 边缘击穿 暗计数率 光谱扩展
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高压扩散结雪崩击穿参量的解析计算 被引量：2
16
作者 梁苏军 罗晋生 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第2期73-79,共7页
本文采用特定的指数函数分布近似首次求得了理想高压扩散结雪崩击穿参量的解析表达式.计算结果与V.A.K.Temple和M.S.Adler的数值结果相当一致,大大优于沿用至今的单突与线缓分布近似计算结果.这一方法不仅可用于指导与评价JTT的分析与设... 本文采用特定的指数函数分布近似首次求得了理想高压扩散结雪崩击穿参量的解析表达式.计算结果与V.A.K.Temple和M.S.Adler的数值结果相当一致,大大优于沿用至今的单突与线缓分布近似计算结果.这一方法不仅可用于指导与评价JTT的分析与设计,还可用于现代功率器件的穿通分析与设计、扩散结势垒电容的解析计算等. 展开更多
关键词 P-N结 雪崩击穿 计算 参量
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硅PiN管的雪崩击穿的修正 被引量：1
17
作者 方龙森 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1990年第6期35-37,共3页
硅PiN结构在工业产品中有多种应用,是多种二极管的基本结构。本文分析了该结构的雪崩击穿特性,推导得到一个适合于PiN结构的突变结雪崩击穿电压公式。该解析式能估算器件杂质分布为单边突变结、双边突变结和PiN结构的雪崩击穿电压,修正... 硅PiN结构在工业产品中有多种应用,是多种二极管的基本结构。本文分析了该结构的雪崩击穿特性,推导得到一个适合于PiN结构的突变结雪崩击穿电压公式。该解析式能估算器件杂质分布为单边突变结、双边突变结和PiN结构的雪崩击穿电压,修正了以往解析式中i层宽度为零时,击穿电压为零的错误结论。该解析式对于PiN管的器件物理分析、工艺结构的优化和产品流水线的监控是有用的。 展开更多
关键词 硅PiN管 雪崩击穿 二极管
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缓冲层对二极管反向雪崩击穿耐量影响的仿真研究 被引量：1
18
作者 刘修伟 关艳霞 潘福泉 《电源技术应用》 2015年第1期42-45,共4页
利用SilvacoTCAD仿真软件对p＋n—n＋结构二极管在反向击穿情况下的电场分布进行了仿真分析，雪崩载流子浓度的升高改变了耗尽区的电荷密度，因此电场分布形状发生改变，当雪崩击穿电流达到一定值时，在nn＋结处出现第二个电场尖峰，从... 利用SilvacoTCAD仿真软件对p＋n—n＋结构二极管在反向击穿情况下的电场分布进行了仿真分析，雪崩载流子浓度的升高改变了耗尽区的电荷密度，因此电场分布形状发生改变，当雪崩击穿电流达到一定值时，在nn＋结处出现第二个电场尖峰，从而引发双雪崩现象。双雪崩会导致负微分电阻现象发生，以致形成电流丝，造成器件损坏。为抑制nn＋结的电场尖峰的出现，在n区n＋区之间引入缓冲层，缓冲层能起到延缓nn＋结的电场尖峰的出现，从而提高二极管的雪崩击穿耐量。 展开更多
关键词 双雪崩 电流丝 缓冲层 雪崩击穿耐量
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三探针测试硅外延片中雪崩击穿时耗尽层宽度的面接触模型 被引量：1
19
作者 程元生 朱坤宝 +1 位作者 夏瑞明 孙毅之 《固体电子学研究与进展》 CAS 1987年第2期164-169,共6页
本文分析了三探针测试硅外延片中雪崩击穿时耗尽层宽度的面接触模型,理论和实验结果吻合。
关键词 硅外延 耗尽层 雪崩击穿 接触模型
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雪崩击穿特性的高压硅二极管
20
作者 项兴荣 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1997年第5期35-37,共3页
叙述了具有雪崩击穿特性的高压二极管的设计及一次全扩散工艺概况以及实际应用的效果。
关键词 高压二极管 雪崩击穿 一次全扩散
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