传统DDSCR器件过低的维持电压容易造成闩锁效应。提出了一种新型DDSCR,在传统器件阳极与阴极之间加入了浮空高掺杂的N+与P+有源区,通过P+有源区复合阱内的电子,N+有源区将电流通过器件深处电阻较低SCR路径泄放的方式来解决传统器件维持电压过低的问题,提高器件抗闩锁能力。基于TCAD的仿真结果表明,与传统DDSCR相比,新型器件的维持电压从2.9 V提高到10.5 V,通过拉长关键尺寸D7,可将器件维持电压进一步提高到13.7 V。该器件适用于I/O端口存在正负两种电压的芯片防护。
静电放电 维持电压 双向可控硅 闩锁效应 TCAD仿真 ESD holding voltage DDSCR latch-up effect TCAD simulation
基于横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)的可控硅结构(LDMOS_SCR)因其较强的单位面积电流处理能力和出色的高压特性，通常用于高压下的静电防护。通过将原本浮空的漏极N+分割为对称的P+、N+和P+结构，提出了一种基于LDMOS_SCR的双向防护器件。该器件具有低触发和高维持电压。通过降低形成在栅极区域底部的寄生双极晶体管的发射极注入效率，减少了SCR固有的正反馈增益。基于TCAD进行仿真，实验结果表明，与传统的LDMOS_DDSCR相比，新型器件的触发电压从69.6 V降到48.5 V，维持电压从14.9 V提高到17 V，证明了提出的结构与传统LDMOS_DDSCR器件相比具有出色的抗闩锁能力
静电放电 维持电压 横向双扩散金属氧化物半导体 可控硅结构 TCAD仿真 ESD holding voltage LDMOS silicon controlled rectifier TCAD simulation
横向双扩散MOSFET(LDMOS)由于其高击穿电压特性而被认为是适合在高压中应用的防止静电放电(ESD)现象的保护器件。在传统结构中, LDMOS的鲁棒性相对较差, 这是器件自身固有的不均匀导通特性和Kirk效应导致的。可将可控硅整流器(SCR)嵌入到LDMOS结构(即NPN_LDMOS)中。然而, SCR固有的正反馈效应会导致其维持电压较低, 增加了被闩锁的风险。提出了一种基于NPN_LDMOS的新型器件, 可以实现更高的维持电压以及较小的占用面积。基于TCAD进行仿真, 实验结果表明, 在不增加芯片面积的情况下, 器件的维持电压从7.3 V增加到22.5 V。这证明了提出的结构具有出色的抗闩锁能力。
静电放电 维持电压 横向双扩散金属氧化物半导体 闩锁效应 TCAD仿真 ESD holding voltage LDMOS latch-up effect TCAD simulation
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料和器件重点实验室, 上海 200083
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 上海科技大学 物质科学与技术学院, 上海 201210
为了获得 In0.83Ga0.17As 探测器的暗电流机制, 采用了 TCAD 软件对吸收层中含有和不含有超晶格电子势垒的p-i-n结构探测器暗电流特性进行仿真,并开展了器件验证.结果表明, 超晶格势垒可以调整器件的能带结构, 改变载流子传输特性, 降低SRH复合, 从而降低器件的暗电流, 仿真结果与实验结果吻合.在此基础上, 分析了势垒位 置和周期变化对暗电流的影响, 提出了进一步降低器件暗电流的超晶格电子势垒优化结构.
In0.83Ga0.17As 探测器 超晶格电子势垒 暗电流 TCAD 仿真 In0.83Ga0.17As detector super lattice(SL) electronic barrier dark current TCAD simulation
1 中国科学院微电子研究所, 北京 100029
2 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049
设计了一种新的3D硅像素探测器的器件结构以简化制造工艺。该结构仅包含一种掺杂类型的柱状电极。通过工业级TCAD仿真对这种结构的电学特性进行了深入研究, 阐述了它的技术优势及潜在缺陷。同时研究了制造这种3D硅像素探测器的特殊工艺流程和相关关键工艺, 并给出了主要工艺结果。
硅像素探测器 3D硅像素探测器 TCAD仿真 深孔刻蚀 silicon pixel sensor 3D detectors TCAD simulation deep trench etching
