1 北京邮电大学 信息光子学与光通信全国重点实验室,北京 100876
2 超晶科技（北京）有限公司,北京 100083
3 西南技术物理研究所,成都 610041
4 电子科技大学 基础与前沿研究院,成都 610054
二类超晶格（T2SL）相对于其它制冷型红外探测器材料体系,具有成本低、均匀性高、工艺兼容性好等特点,且波长灵活可调、俄歇复合速率低。k·p方法作为一种常用且相对成熟的能带结构仿真技术,具有计算精度高、节省计算资源等特点,在T2SL的仿真中受到了广泛的关注。梳理了中波、长波、甚长波T2SL红外探测器的仿真进展,归纳了k·p方法的发展过程,以及该方法在T2SL红外探测器仿真中的进展和作用,直观展示k·p方法在超晶格仿真工作中的准确性与便利性; 重点讨论了T2SL探测器的暗电流机制、量子效率和吸收光谱等性质,对T2SL红外探测器的研究和应用前景进行展望。采用包络函数近似下的k·p方法可以对超晶格材料的能带结构和电子性质进行较为准确的理论分析和仿真计算。
探测器 二类超晶格 k·p方法 器件仿真 detectors type-Ⅱ superlattices the k·p method device simulation
1 武汉邮电科学研究院，武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司，武汉 430074
分布式数通设备仿真系统主要用于模拟现场的组网情况，实现模拟单台设备内部报文的转发和多台设备之间报文的转发流程。该系统主要基于Linux操作系统进行开发，涉及C语言与Socket编程，以核心控制模块为中心，通过网络协议与命令行、模拟设备和模拟网络数据测试仪3个模块建立连接运行环境。与传统仿真平台相比，该系统的突出特点是：在支持控制平面功能的基础上，可以结合转发平面模拟业务的转发流程，及时定位，解决测试过程中存在的数据流不通的问题，同时该系统还支持模拟网络数据测试仪，降低了工程测试成本，提高了研发效率。
数据通信 仿真系统 分布式数通设备 模拟设备 data communication simulation system distributed data communication equipment device simulation
1 西安交通大学 电子物理与器件教育部重点实验室, 陕西 西安710049
2 西安交通大学 微电子学院, 陕西 西安710049
基于半导体仿真软件Silvaco TCAD对薄膜晶体管(TFT)进行器件仿真, 并结合实验验证, 重点分析不同绝缘层材料及结构对TFT器件性能的影响。仿真及实验所用薄膜晶体管为底栅电极结构, 沟道层采用非晶IGZO材料, 绝缘层采用SiNx和HfO2多种不同组合的叠层结构。仿真及实验结果表明: 含有高k材料的栅绝缘层叠层结构较单一SiNx绝缘层结构的TFT性能更优; 对SiNx/HfO2/SiNx栅绝缘层叠层结构TFT, HfO2取40 nm较为合适; 对含有高k材料的3层和5层绝缘层叠层结构TFT, 各叠层厚度相同的对称结构TFT性能最优。本文通过仿真获得了TFT性能较优的器件结构参数, 对实际制备TFT器件具有指导作用。
半导体器件仿真 薄膜晶体管 绝缘层 氮化硅 二氧化铪 叠层结构 semiconductor device simulation thin film transistor insulation layer SiNx HfO2 overlapping structure
1 哈尔滨工程大学 信息与通信工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 同方威视技术股份有限公司, 北京 100084
3 中国电子科技集团公司第四十九研究所, 黑龙江 哈尔滨 150001
提出了一种改进的集成雪崩光电二极管器件结构, 由硅和锗材料的雪崩光电二极管结构集成, 分别包含吸收区、电荷区和倍增区结构。该改进雪崩光电二极管对光线波长的探测范围扩展到200~1 400 nm。对雪崩光电二极管的关键参数, 如器件内电场分布、暗电流、光电流、增益和光响应等进行了分析。仿真结果表明改进雪崩光电二极管的击穿电压为145 V。当阴极偏置电压为140 V时, 该器件对900 nm波长光线的峰值响应可以达到22 A/W。在器件击穿之前, 400 nm波长光线的电流增益可以对达到50。对改进雪崩光电二极管器件的工艺流程也进行了讨论。
雪崩光电二极管 波长范围 器件仿真 avalanche photodiode wavelength region device simulation 红外与激光工程
2016, 45(s1): S120002
重庆邮电大学 光电工程学院/国际半导体学院, 重庆 400065
设计了一种Ge/Si波导集成型雪崩光电二极管(APD)。器件采用将Si波导层置于Ge吸收层之下的结构, 光经波导层进入吸收层只需一次耦合, 降低了光的损耗, 提高了光的吸收率和光电流。采用silvaco软件对器件的结构和性能进行仿真, 结果表明: 器件的雪崩击穿电压为-28V, 最大内量子效率达到89%, 在1.15~1.60μm范围内具有较高响应度, 峰值波长位于1.31μm, 单位响应度最高达0.74A/W, 3dB带宽为10GHz。
雪崩光电二极管 波导集成型 光吸收率 器件仿真 Ge/Si Ge/Si APD waveguide integrated light absorption rate device simulation
重庆邮电大学光电工程学院/国际半导体学院，重庆 400065
Ge/Si吸收区-电荷区-倍增区分离(SACM)结构的APD作为一种新型光电探测器已成为硅基APD器件研究的重点。对SACM Ge/Si型APD器件的基本结构及其主要特性参数，包括量子效率、响应度、暗电流等进行了理论分析及仿真验证。实验结果表明：在给定的器件参数条件下，所设计的APD器件的雪崩击穿电压为25.7 V，最大内部量子效率为91%，单位增益下响应度峰值为0.55 A/W，在750~1 500 nm范围内具有较高响应度，其峰值波长为1 050 nm；在高偏压以及高光照强度情况下，倍增区发生空间电荷效应从而导致增益降低。
Ge/Si 雪崩二极管 吸收区－电荷区－倍增区分离 器件仿真 Ge/Si-APD SACM device simulation
重庆邮电大学 光电工程学院/国际半导体学院，重庆 400065
提出了一种基于0.35μm CMOS工艺的、具有p+/n阱二极管结构的雪崩光电二极管（APD），器件引入了p阱保护环结构。采用silvaco软件对CMOS-APD器件的关键性能指标进行了仿真分析。仿真结果表明：p阱保护环的应用，明显降低了击穿电压下pn结边缘电场强度，避免了器件的提前击穿。CMOS APD器件的击穿电压为9.2V，工作电压下响应率为0.65A/W，最大内部量子效率达到90%以上，响应速度能够达到6.3GHz，在400~900nm波长范围内，能够得到很大的响应度。
0.35μm CMOS工艺 雪崩光电二极管 器件仿真 边缘击穿 保护环 0.35μm CMOS process avalanche photodiode device simulation edge breakdown guard ring
1 清华大学 电子工程系, 清华信息科学与技术国家实验室（筹）, 北京 100084
2 北京宇航系统工程研究所, 北京 100076
利用实验室自主开发的二维半导体器件-电路联合仿真器对RS触发器在核电磁脉冲注入下的烧毁情况进行研究，发现烧毁发生在RS触发器内n沟道增强型MOSFET栅极和漏极之间的沟道内。RS触发器烧毁的功率阈值随着脉冲宽度的增加而降低，当脉冲宽度大于80 ns后阈值变化很小。根据仿真结果，通过热传导方程对RS触发器的烧毁情况进行建模，得到了不同脉冲宽度核电磁脉冲注入下RS触发器烧毁功率阈值的理论模型，仿真结果证明了理论模型的正确性。
核电磁脉冲 脉冲宽度 RS触发器 器件物理仿真 烧毁 nuclear electromagnetic pulse pulse width RS flip-flops device simulation burnout 强激光与粒子束
2014, 26(5): 053203
清华大学 电子工程系, 微波与数字通信技术国家重点实验室, 北京 100084
利用自主开发的2维半导体器件-电路联合仿真器, 研究了CMOS反相器在1 MHz～20 GHz电磁干扰作用下的响应。仿真结果表明：低频电磁干扰通过控制CMOS反相器中MOS管的导通、截止影响CMOS反相器的正常工作；高频电磁干扰通过MOS管中的本征电容耦合到输出端, 干扰CMOS反相器的工作状态；CMOS反相器对于电磁干扰的敏感度随着干扰频率上升而不断降低。
CMOS反相器 器件物理模拟 电磁干扰 翻转 耦合 CMOS inverter device simulation electromagnetic interference flip coupling
1 Dept.of Photoelectron.Eng.,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,CHN
2 School of Electron.Inform.Eng.,Tianjin University,Tianjin300072,CHN
半导体光子学与技术
2004, 10(3): 164
