Персоналии

• Просмотров: 250 | Комментариев : 0

Полевые датчики Холла на основе КНИ-структуры (КНИ ПДХ) характеризуются расширенными функциональными возможностями, но невысокой магниточувствительностью. Цель настоящих исследований - поиск возможностей повышения магниточувствительности таких датчиков. Представлены результаты исследования магниточувствительных характеристик КНИ ПДХ, полученные с использованием системы приборно-технологического моделирования Synopsys TCAD. Проведено трехмерное моделирование прибора. Получены расчетные холл-затворные характеристики КНИ ПДХ, подтверждающие ранее предложенную физическую модель датчика, в соответствии с которой при определенных условиях функционирования КНИ ПДХ возникает область повышенной магниточувствительности. Исследовано влияние концентрации примеси в рабочем канале датчика на магниточувствительность. Показано, что этот параметр КНИ ПДХ при концентрации примеси фосфора в рабочем слое N  =10 см возрастает в три раза. Расширенный динамический диапазон области повышенной магниточувствительности (более 5 В) позволяет увеличить область практического применения датчика, повысив его помехоустойчивость. Полученные расчетные характеристики КНИ ПДХ соответствуют ранее опубликованным параметрам экспериментальных приборов.

• Просмотров: 2245 | Комментариев : 0

Датчики Холла широко применяются для измерения индукции магнитного поля, бесконтактного определения механических и электрических воздействий. Для многофакторного анализа приборных характеристик полевого датчика Холла на основе КНИ-структуры (КНИ ПДХ) целесообразно использовать современные методы математического моделирования. Средствами приборно-технологического моделирования Synopsys TCAD проведен расчет выходных и передаточных характеристик двумерной модели КНИ ПДХ. Получены двумерные распределения концентрации электронов, электрического поля и плотности тока в канале КНИ ПДХ в трех типовых режимах работы датчика - полного обеднения, неполного обеднения и обогащения. Полученные результаты хорошо совпадают с экспериментальными данными и подтверждают физическую модель КНИ ПДХ и особенности работы прибора в области неполного обеднения, при котором образуется проводящий канал в теле КНИ ПДХ. Результаты исследования позволяют детально изучать особенности функционирования КНИ ПДХ.

• Просмотров: 2258 | Комментариев : 0

Беспереходные МОП-транзисторы (МОП БПТ) имеют ряд преимуществ перед традиционными с точки зрения простоты конструкции, технологии изготовления и снижения влияния короткоканальных эффектов на характеристики прибора. Однако известные экспериментальные нанопроволочные МОП БПТ характеризуются высокими подпороговыми токами из-за возникновения эффекта паразитного биполярного транзистора в закрытом состоянии. В работе предложена конструкция прибора с низкой концентрацией примеси в рабочем теле и сильнолегированными контактами сток-истоковых областей. С помощью приборно-технологического моделирования в системе TCAD проведено исследование влияния расположения сток-истоковых контактных областей относительно электрода затвора на основные параметры КНИ МОП БПТ. С использованием программы TCAD Sentaurus Structure Editor построены структурные модели КНИ МОП БПТ с различной толщиной спейсера, определяющей расстояние между электродом затвора и контактами сток-истоковых областей. Рассчитаны проходные ВАХ при напряжении на стоке 0,1 и 1,2 В. По проходной характеристике с напряжением питания на стоке 1,2 В построены зависимости подпороговых токов, токов насыщения и соотношения токов во включенном состоянии к току в выключенном состоянии от расположения сток-истоковых областей. В результате исследования обнаружен и объяснен новый эффект, названный «короткостоковым», резко снижающий пороговое напряжение. Данный эффект проявляется под влиянием ОПЗ n - n -перехода между контактом и стоком на зарядовое состояние области канала, когда расстояние между электродом затвора и контактом становится меньше 100 нм. При формировании планарных КНИ МОП БПТ по технологии 90 нм необходимо создавать сток-истоковые области размером 250 нм и задавать концентрацию в пленке в n -канальном транзисторе 6·10 см, в p -канальном - 5·10 см . Это позволит снизить подпороговые токи прибора до 10А/мкм и получить соотношение токов во включенном и выключенном состояниях 10. Определен оптимальный размер толщины спейсера (от 0,16 до 0,34 мкм), при котором минимизировано влияние контактных n - n -переходов и последовательного сопротивления сток-истоковых областей на параметры КНИ МОП БПТ.

• Просмотров: 2538 | Комментариев : 0

Проведено исследование влияния концентрации примеси в рабочем слое и объеме подложки на ток стока КНИ полевого датчика Холла средствами приборно-технологического моделирования в пакете Synopsys Sentaurus. Выполнена настройка численной модели путем сопоставления передаточных ВАХ: расчетной и ранее экспериментально созданного и измеренного образца КНИ полевого датчика Холла. Показано, что при низких концентрациях в рабочем слое ток стока сильно зависит от потенциала верхнего затвора, а уровень легирования в объеме подложки влияет на ток стока лишь при работе прибора в режиме обеднения.

• Просмотров: 1377 | Комментариев : 0

Экспериментально исследованы чувствительность и начальный разбаланс напряжения между коллекторами двухколлекторного латерального биполярного магнитотранзистора ---типа с базой, сформированной в кармане, который служит третьим коллектором (3КБМТБК) при пониженной скорости поверхностной рекомбинации в базе. Схема включения магнитотранзистора определяет режим работы и параметры прибора. Показано, что магниточувствительность по напряжению достигает 11 В/Тл.

• Просмотров: 1307 | Комментариев : 0

Ранее при исследовании с помощью приборно-технологического моделирования КНИ полевого датчика Холла (КНИ ПДХ) в режиме неполного обеднения обнаружен эффект повышения его магниточувствительности. В работе с целью экспериментального подтверждения обнаруженного эффекта исследованы параметры образцов КНИ ПДХ в различных режимах их функционирования. Для повышения точности измерений в режиме неполного обеднения использована конструкция ПДХ с расщепленным стоком. Определены оптимальные величины нагрузочных сопротивлений мостовой схемы. Анализ результатов исследования экспериментальных образцов КНИ ПДХ показал, что в режиме неполного обеднения наблюдается пик повышенной магниточувствительности. При номиналах нагрузочных сопротивлений 1 МОм и напряжении питания -9 В в режиме неполного обеднения по сравнению с полным обогащением максимальный магнитоиндуцированный сигнал увеличивается примерно в три раза. При пересчете разности напряжения на нагрузочных сопротивлениях Δ U в магниточувствительность удельная магниточувствительность ПДХ в режиме неполного обеднения может достигать значений порядка 10 В/А·Тл, что существенно выше, чем у полупроводниковых элементов Холла.

• Просмотров: 1253 | Комментариев : 0

Исследования в области создания новых структур датчиков Холла с улучшенными характеристиками, в частности с повышенной магниточувствительностью, широко востребованы. Предложена физическая модель, объясняющая особенности холл-затворной характеристики и возникновение области повышенной магниточувствительности КНИ полевого датчика Холла (КНИ ПДХ). Результаты моделирования в системе Synopsys TCAD подтверждают предложенную физическую модель функционирования КНИ ПДХ. Модель объясняет особенности холл-затворной характеристики КНИ ПДХ в широком диапазоне напряжений на затворе и позволяет сделать вывод, что КНИ ПДХ имеет две рабочие области функционирования и их выбор определяется конкретными условиями применения датчика. Для достижения максимальной магниточувствительности необходимо выбрать области неполного обеднения и обогащения. Для обеспечения высокой помехоустойчивости целесообразно выбрать режим полного обогащения.  

• Просмотров: 2519 | Комментариев : 0

Беспереходные МОП-транзисторы (МОП БПТ) имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными с точки зрения простоты конструкции, технологии изготовления и снижения влияния короткоканальных эффектов на характеристики прибора. Однако известные экспериментальные нанопроволочные МОП БПТ характеризуются высокими подпороговыми токами из-за возникновения эффекта паразитного биполярного транзистора в закрытом состоянии. Разработаны структурная модель планарного КНИ МОП БПТ по нормам технологии 90 нм и маршрут математического моделирования с использованием среды Synopsys Sentaurus TCAD. Исследовано влияние концентрации примеси в пленке кремния КНИ МОП БПТ на пороговое напряжение, токи насыщения и подпороговые токи. Результаты исследований показывают следующее. При концентрациях примеси в рабочем канале прибора менее 10 см, когда отсутствует эффект межзонного туннелирования и не возникает эффект паразитного биполярного транзистора, подпороговые токи снижаются до 10А/мкм, что существенно ниже, чем у традиционных МОП-транзисторов, при сохранении токов насыщения на приемлемом уровне.

• Просмотров: 2433 | Комментариев : 0

Проведено моделирование первичного преобразователя скорости потока газа мембранного типа на основе калориметрического принципа работы. Рассмотрено несколько вариантов конструкции сенсора. Проанализированы результаты численного моделирования различных вариантов конструкции датчика с точки зрения максимальной чувствительности, которые позволяют найти оптимальные конфигурацию и расположение теплового сенсора.

• Просмотров: 1318 | Комментариев : 0

Планарные беспереходные МОП-транзисторы, имеющие по сравнению с традиционными приборами ряд преимуществ, формируются на основе КНИ-структуры. В процессе создания КНИ-структуры и последующих технологических операций формирования транзисторов возможно изменение толщины пленки кремния. В работе представлены результаты исследования с помощью приборно-технологического моделирования в системе TCAD влияния толщины пленки кремния КНИ-структуры на основные параметры планарных беспереходных МОП-транзисторов. Показано, что для компенсации деградации характеристик прибора при изменении толщины пленки кремния необходимо изменить концентрацию примеси в кремнии. При толщинах пленки кремния менее 45 нм для этого необходим уровень легирования пленки кремния примесью выше 10см.

• Просмотров: 1777 | Комментариев : 0

Установлено, что относительная по току чувствительность двухколлекторного латерального биполярного магнитотранзистора определяется расположением электродов, легированием кармана, служащего базой, схемой включения с общим потенциалом базы и подложки, режимом работы вблизи насыщения, величиной сопротивления нагрузки коллекторов.

• Просмотров: 1187 | Комментариев : 0