CN109856520A - 一种半导体器件的高功率微波应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体器件的高功率微波应用，本发明小功率时为非线性检波、非线性变频和非线性压缩效应，大功率时为非线性损伤效应；非线性检波、非线性变频是高频HPM能量转换成低频能量对低频电子系统发生干扰、扰乱效应的主要机制，获得了非线性检波/变频电压随HPM功率增大而增大但增长速率变慢的效应规律，得出检波/变频电压与微波功率的经验公式，获得了检波效率随带外微波频率增大而减小的效应规律；非线性压缩效应是微波器件HPM干扰效应的主要机制。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域，其中所涉及一种半导体器件的高功率微波应用。
背景技术
在微波频段，相对于半导体器件，真空电子器件虽然具有高功率、高效率等显著的优点，但同时具有体积大、重量重、一致性差等缺点。因而随着半导体器件的快速发展，真空电子器件如行波管、返波管、速调管、磁控管等在通讯、雷达、制导、电子对抗、微波加热、加速器、受控热核聚变等领域面临着巨大的挑战。因此，真空电子器件急需向小型化方向发展、同时需要进一步提高功率，以应对来自半导体器件的挑战。
发明内容
本发明为了解决上述问题，从而提供一种半导体器件的高功率微波应用。
本发明将小功率时为非线性检波、非线性变频和非线性压缩效应，大功率时为非线性损伤效应；非线性检波、非线性变频是高频HPM能量转换成低频能量对低频电子系统发生干扰、扰乱效应的主要机制，获得了非线性检波/变频电压随HPM功率增大而增大但增长速率变慢的效应规律，得出检波/变频电压与微波功率的经验公式，获得了检波效率随带外微波频率增大而减小的效应规律；非线性压缩效应是微波器件HPM干扰效应的主要机制。
导体内部不可避免存在缺陷，缺陷使半导体PN结或氧化层局部HPM击穿损伤，在PN结或氧化层内部形成低电阻通道，对正常信号旁路分流，使半导体器件损伤降级；半导体损伤电流、损伤耗散功率、损伤程度随HPM功率增大而增大，损伤电阻随HPM功率增大而减小。
基区烧毁面积与缺陷数量随高功率微波作用的时间与功率增大而增大，不同的烧毁面积引起失效器件的直流特性将发生变化。器件仿真与实验结果吻合较好。通过效应实验和失效分析，揭示了栅氧化层击穿及沟道穿通作用致MOS晶体管失效的基本机制。HPM作用下的二维电热模型，获得了器件内部电场、电流密度以及温度对HPM作用的响应规律，分析了源-衬底PN结、漏-衬底PN结附近器件内部温度分布随HPM作用时间的变化关系。结果表明nMOSFET器件漏极注入HPM时器件内部峰值温度出现在漏端PN结附近，且具有累积效应。
具体实施方式
对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明将小功率时为非线性检波、非线性变频和非线性压缩效应，大功率时为非线性损伤效应；非线性检波、非线性变频是高频HPM能量转换成低频能量对低频电子系统发生干扰、扰乱效应的主要机制，获得了非线性检波/变频电压随HPM功率增大而增大但增长速率变慢的效应规律，得出检波/变频电压与微波功率的经验公式，获得了检波效率随带外微波频率增大而减小的效应规律；非线性压缩效应是微波器件HPM干扰效应的主要机制。
导体内部不可避免存在缺陷，缺陷使半导体PN结或氧化层局部HPM击穿损伤，在PN结或氧化层内部形成低电阻通道，对正常信号旁路分流，使半导体器件损伤降级；半导体损伤电流、损伤耗散功率、损伤程度随HPM功率增大而增大，损伤电阻随HPM功率增大而减小。
基区烧毁面积与缺陷数量随高功率微波作用的时间与功率增大而增大，不同的烧毁面积引起失效器件的直流特性将发生变化。器件仿真与实验结果吻合较好。通过效应实验和失效分析，揭示了栅氧化层击穿及沟道穿通作用致MOS晶体管失效的基本机制。HPM作用下的二维电热模型，获得了器件内部电场、电流密度以及温度对HPM作用的响应规律，分析了源-衬底PN结、漏-衬底PN结附近器件内部温度分布随HPM作用时间的变化关系。结果表明nMOSFET器件漏极注入HPM时器件内部峰值温度出现在漏端PN结附近，且具有累积效应。对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种半导体器件的高功率微波应用，将小功率时为非线性检波、非线性变频和非线性压缩效应，大功率时为非线性损伤效应；非线性检波、非线性变频是高频HPM能量转换成低频能量对低频电子系统发生干扰、扰乱效应的主要机制，获得了非线性检波/变频电压随HPM功率增大而增大但增长速率变慢的效应规律，得出检波/变频电压与微波功率的经验公式，获得了检波效率随带外微波频率增大而减小的效应规律；非线性压缩效应是微波器件HPM干扰效应的主要机制。
2.根据权利要求1所述的导体内部不可避免存在缺陷，缺陷使半导体PN结或氧化层局部HPM击穿损伤，在PN结或氧化层内部形成低电阻通道，对正常信号旁路分流，使半导体器件损伤降级；半导体损伤电流、损伤耗散功率、损伤程度随HPM功率增大而增大，损伤电阻随HPM功率增大而减小。
3.根据权利要求1所述的基区烧毁面积与缺陷数量随高功率微波作用的时间与功率增大而增大，不同的烧毁面积引起失效器件的直流特性将发生变化，器件仿真与实验结果吻合较好，通过效应实验和失效分析，揭示了栅氧化层击穿及沟道穿通作用致MOS晶体管失效的基本机制，HPM作用下的二维电热模型，获得了器件内部电场、电流密度以及温度对HPM作用的响应规律，分析了源-衬底PN结、漏-衬底PN结附近器件内部温度分布随HPM作用时间的变化关系，结果表明nMOSFET器件漏极注入HPM时器件内部峰值温度出现在漏端PN结附近，且具有累积效应。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711224427.XA CN109856520A (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 一种半导体器件的高功率微波应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711224427.XA CN109856520A (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 一种半导体器件的高功率微波应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109856520A true CN109856520A (zh) | 2019-06-07 |
Family
ID=66887627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201711224427.XA Pending CN109856520A (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 一种半导体器件的高功率微波应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109856520A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112578350A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-30 | 西安电子科技大学 | 高能微波干扰下的机载sar干扰效应仿真方法 |
-
2017
- 2017-11-29 CN CN201711224427.XA patent/CN109856520A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112578350A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-30 | 西安电子科技大学 | 高能微波干扰下的机载sar干扰效应仿真方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190607 |