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。

通过数值求解半导体方程组仿真了高功率微波脉冲作用下的PIN二极管, 研究了高功率微波脉冲的脉冲宽度对其烧毁的影响。发现脉冲宽度在ns至μs量级时, 脉冲功率随脉冲宽度上升而下降, 并且近似成反比。在此基础上, 基于PIN二极管的Leenov模型和电路的戴维南定理对其机理进行了分析。在脉冲宽度由ns向μs量级变化中, 器件热效应由绝热加热转为有热传导的加热；与此同时, 其实际吸收功率由与入射功率成正比转为与入射功率开方成正比；此二者共同作用导致了脉冲宽度对烧毁影响。