【摘 要】
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该论文从理论和实验两方面对硅材料物理参数、器件参数以及器件和电路的高温特性和设计方法进行了较为系统、深入的研究.首先,研究了禁带宽度、电子和空穴有效质量、本征载流
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该论文从理论和实验两方面对硅材料物理参数、器件参数以及器件和电路的高温特性和设计方法进行了较为系统、深入的研究.首先,研究了禁带宽度、电子和空穴有效质量、本征载流子浓度、费米势、临界本征温度、载流子迁移率和少子寿命等硅材料主要物理参数的高温特性,提出了电子和空穴有效质量乘积的温度线性近似模型,提出了硅临界本征温度的定义并推导出了其计算公式.在此基础上进一步研究了体硅MOSFET高温特性,提出了体硅MOSFET闽值电压的温度非线性简化模型,并进行了HTMOS模拟验证;推导出了浅结、浅阱PN结面积近似计算公式,指出了减小高温泄漏电流的主要途径;提出了面向高温应用的体硅MOSFET优化设计方法,并给出了一个设计实例及其HTMOS模拟结果.其次,深入研究了体硅CMOS倒相器寄生可控硅闩锁效应的高温触发特性,推导出了微分闩锁判据,并指出预防和消除高温闩锁效应的措施.再次,研究了SOI MOSFET的高温特性.然后,探讨了几种高温TF SOI CMOS倒相器NMOSFET和PMOSFET组合的各自特点.最后对该论文工作做了简要总结与展望.
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