不同散射机理对 Al2O3/InxGa1-xAs nMOSFET 反型沟道电子迁移率的影响

通过考虑体散射、界面电荷的库仑散射以及 Al₂O₃/In_xGa_1-xAs 界面粗糙散射等主要散射机理, 建立了以 Al₂O₃为栅介质In_xGa_1-xAs n 沟金属-氧化物-半导体场效应晶体管 (nMOSFETs) 反型沟道电子迁移率模型, 模拟结果与实验数据有好的符合. 利用该模型分析表明, 在低至中等有效电场下, 电子迁移率主要受界面电荷库仑散射的影响; 而在强场下, 电子迁移率则取决于界面粗糙度散射. 降低界面态密度, 减小 Al₂O₃/In_xGa_1-xAs 界面粗糙度, 适当提高In含量并控制沟道掺杂在合适值是提高 InGaAs nMOSFETs 反型沟道电子迁移率的主要途径. 关键词： InGaAs MOSFET 反型沟道电子迁移率 散射机理     

应变Si/Si1-xGex n型金属氧化物半导体场效应晶体管反型层中的电子迁移率模型

为了描述生长在弛豫Si_1-xGe_x层上应变Si n型金属氧化物半导体场效应晶体管(nMOSFETs)反型层中电子迁移率的增强机理,提出了一种新型的、基于物理的电子迁移率模型.该模型不仅能够反映声学声子散射迁移率、表面粗糙度散射迁移率与垂直于半导体-绝缘体界面的电场强度之间的依赖关系,而且也能解释不同的锗组分对两种散射机理的抑制情况从而引起电子迁移率增强的机理.该模型数学表达式简单,可以模拟任意锗组分下的迁移率.通过数值分析验证得出,该 关键词： 应变Si/SiGe 电子迁移率 反型层 模型     

界面态电荷对6H碳化硅N沟MOSFET阈值电压和跨导的影响

针对界面态密度在禁带中的不均匀分布,并且考虑到碳化硅材料中杂质的不完全离化,分析了界面态电荷对N沟6H碳化硅MOSFET阈值电压和跨导的影响.结果显示界面态密度的不均匀分布不仅使阈值电压增大,而且还会导致器件跨导变低,它是影响SiCMOSFET特性的一个重要因素 关键词： 碳化硅 界面态 阈值电压 跨导     

高$lt;i$gt;k$lt;/i$gt;栅介质小尺寸全耗尽绝缘体上锗p型金属氧化物半导体场效应晶体管漏源电流模型

通过求解沟道的二维泊松方程得到沟道表面势和沟道反型层电荷, 建立了高k栅介质小尺寸绝缘体上锗(GeOI) p型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOSFET)的漏源电流解析模型. 模型包括了速度饱和效应、迁移率调制效应和沟长调制效应, 同时考虑了栅氧化层和埋氧层与沟道界面处的界面陷阱电荷、氧化层固定电荷对漏源电流的影响. 在饱和区和非饱和区, 漏源电流模拟结果与实验数据符合得较好, 证实了模型的正确性和实用性. 利用建立的漏源电流模型模拟分析了器件主要结构和物理参数对跨导、漏导、截止频率和电压增益的影响, 对GeOI PMOSFET的设计具有一定的指导作用. 关键词： 绝缘体上锗p型金属氧化物半导体场效应晶体管 漏源电流模型 跨导 截止频率     

高k栅介质小尺寸全耗尽绝缘体上锗p型金属氧化物半导体场效应晶体管漏源电流模型

通过求解沟道的二维泊松方程得到沟道表面势和沟道反型层电荷,建立了高k栅介质小尺寸绝缘体上锗(Ge OI)p型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOSFET)的漏源电流解析模型.模型包括了速度饱和效应、迁移率调制效应和沟长调制效应,同时考虑了栅氧化层和埋氧层与沟道界面处的界面陷阱电荷、氧化层固定电荷对漏源电流的影响.在饱和区和非饱和区,漏源电流模拟结果与实验数据符合得较好,证实了模型的正确性和实用性.利用建立的漏源电流模型模拟分析了器件主要结构和物理参数对跨导、漏导、截止频率和电压增益的影响,对Ge OI PMOSFET的设计具有一定的指导作用.     

一个非晶InGaZnO薄膜晶体管线性区陷阱态的提取方法

非晶InGaZnO(a-IGZO)薄膜在制备过程中形成的缺陷和弱键以陷阱态的形式非均匀分布在a-IGZO的带隙中, 这些陷阱态会俘获栅压诱导的电荷, 影响a-IGZO薄膜晶体管线性区迁移率、沟道电子浓度等, 进而影响线性区的电学性能. 本文基于线性区沟道迁移率与沟道内的自由电荷与总电荷的比值成正比, 分离出自由电荷以及陷阱态电荷. 由转移特性和电容电压特性得到自由电荷以及陷阱态电荷对表面势的微分, 分离出自由电子浓度和陷阱态浓度. 通过对沟道层与栅绝缘层界面运用泊松方程以及高斯定理, 考虑了沟道表面势与栅压的非均匀性关系, 得出自由电子浓度以及陷阱态浓度与表面势的关系, 最后通过陷阱态浓度与表面势求导得到线性区对应的态密度.     

有机薄膜晶体管中接触效应的研究

研究了接触效应对有机薄膜晶体管性能的影响.首先在n型重掺杂Si片上制备了以M_OO₃修饰的Al电极为源漏电极的Pentacene基OTFTs(organic thin film transistors),器件场效应迁移率μ_ef达到0.42 cm²/V ·s,阈值电压V_T为-9.16 V,开关比4.7×10³.通过中间探针法,对器件电势分布做了定性判断 关键词： 有机薄膜晶体管 场效应迁移率 接触效应 电荷漂移     

SiC/SiO2界面粗糙散射对沟道迁移率影响的Monte Carlo研究

提出了一种SiC反型层表面粗糙散射的指数模型,并对6H-SiC反型层迁移率进行了单电子的Monte Carlo模拟,模拟中考虑了沟道区的量子化效应.模拟结果表明,采用表面粗糙散射的指数模型能够使SiC反型层迁移率的模拟结果和实验值符合得更好.模拟结果还反映出有效横向电场较高时表面粗糙散射的作用会变得更显著,电子的屏蔽效应降低了粗糙散射对沟道迁移率的影响,温度升高会引起沟道迁移率降低. 关键词： 6H-SiC 反型层迁移率 表面粗糙散射 指数模型     

SiC/SiO_2界面粗糙散射对沟道迁移率影响的Monte Carlo研究

提出了一种SiC反型层表面粗糙散射的指数模型 ,并对 6H SiC反型层迁移率进行了单电子的MonteCarlo模拟 ,模拟中考虑了沟道区的量子化效应 .模拟结果表明 ,采用表面粗糙散射的指数模型能够使SiC反型层迁移率的模拟结果和实验值符合得更好 .模拟结果还反映出有效横向电场较高时表面粗糙散射的作用会变得更显著 ,电子的屏蔽效应降低了粗糙散射对沟道迁移率的影响 ,温度升高会引起沟道迁移率降低 .     

二维电子系统

一、半导体界面上的二维电子系统 五十年代末和六十年代初,硅半导体器件的制造工艺有了很大的突破,制成了金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET),其结构见图1.它用p型硅做衬底,表面上生长一层SiO2,其上有铝栅极G.两个重掺杂的n+区分别是源极S及漏极D.如果栅极加上较大的正电压Vg,硅表面附近会积累大量电子,形成与体内导电类型相反的反型层,成为源极及漏极间的导电沟道.反型层中的电子面密度N与栅极电压Vg间呈线性关系:其中Co为单位面积的氧化物电容,Vt为阈电压,e为电子电荷. 如果与半导体界面垂直的电场很强,反型层中的电子被限制…     

Study of a 4H-SiC epitaxial n-channel MOSFET

Epitaxial channel metal-oxide semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) have been proposed as one possible way to avoid the problem of low inversion layers in traditional MOSFETs. This paper presents an equation of maximum depletion width modified which is more accurate than the original equation. A 4H--SiC epitaxial n-channel MOSFET using two-dimensional simulator ISE is simulated. Optimized structure would be realized based on the simulated results for increasing channel mobility.     

Fabrication and characterization of the normally-off N-channel lateral 4H–SiC metal–oxide–semiconductor field-effect transistors

In this paper, the normally-off N-channel lateral 4H–Si C metal–oxide–semiconductor field-effect transistors(MOSFFETs) have been fabricated and characterized. A sandwich-(nitridation–oxidation–nitridation) type process was used to grow the gate dielectric film to obtain high channel mobility. The interface properties of 4H–Si C/SiO_2 were examined by the measurement of HF I–V, G–V, and C–V over a range of frequencies. The ideal C–V curve with little hysteresis and the frequency dispersion were observed. As a result, the interface state density near the conduction band edge of 4H–Si C was reduced to 2 × 10~(11) e V~(-1)·cm~(-2), the breakdown field of the grown oxides was about 9.8 MV/cm, the median peak fieldeffect mobility is about 32.5 cm~2·V~(-1)·s~(-1), and the maximum peak field-effect mobility of 38 cm~2·V~(-1)·s~(-1) was achieved in fabricated lateral 4H–Si C MOSFFETs.     

ZnO/ZnMgO异质结场效应管的制备与性能研究

利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在ZnO/ZnMgO异质结构上制备SiO₂作为栅绝缘层,采用光刻与腐蚀工艺制备ZnO/ZnMgO异质结场效应管。电学性能测试及计算结果表明器件栅压调控作用明显。发现栅端漏电流对器件性能造成一定影响。在低温条件下,栅绝缘层产生钝化,从而能够改善器件的性能。     

最小二乘拟合计算有机薄膜晶体管迁移率的研究

本文通过制备了一个基于并五笨为有源层的顶栅底接触OTFT器件获取电流电压实验数据,并运用电流电压特性曲线理论拟合计算方法计算其场效应迁移率.研究发现,采用不同的拟合方法得到的场效应迁移率值有较大的差异.若选取转移特性曲线线性区距中心1/2范围内测试点进行最小二乘拟合计算出的场效应迁移率能减少采用其他拟合方法的固有不准确性,而且与其他方法得到的场效应迁移率最接近. 关键词： 最小二乘拟合 场效应迁移率 有机薄膜晶体管     

Comparative study of field-effect mobility with different expressions in organic thin film transistors

In organic thin film transistors (OTFTs), mobility generally exhibits field-effect dependence, and is strongly related to the disorder property of organic semiconductors used in OTFTs. Here, we compared three typical field-effect mobility models and used them to simulate the output characteristics of pentacene-based OTFTs. From the comparison of the theory and experiment, an analytic expression for the field-effect mobility to exactly describe the electrical characteristics of OTFTs was obtained. The better fit to the output characteristics of poly(9,9-dioctyl-fluorene-co-N-(4-butylphenyl)-diphenylamine) (TFB)-based OTFT and copper phthalocyanine (CuPc)-based OTFT by using the obtained analytic expression of the field-effect mobility further extended its applicability in OTFTs. This supplies a valuable manner to derive the field-effect mobility of carriers and understand the transport characteristics of carriers in OTFTs.     

P沟道和N沟道MOS场效应管的辐照实验研究

通过对P沟道MOS场效应管IRF9530和N沟道MOS场效应管IRF540N的X射线和钴源γ射线的辐照对比研究，发现两种场效应管阈值电压变化随吸收剂量近似成一阶指数衰减关系。产生这种现象的原因是场效应管氧化物中的空间俘获电荷与吸收剂量近似成线性变化，对阈值电压变化和吸收剂量有近似线性的改变；而界面态对空间电荷有补偿作用，其对阈值电压的改变与吸收剂量有近似成二次方的关系。     

High-performance n-channel organic thin-film transistors based on the dual effects of heterojunction and surface modification

This paper presents two n-channel organic heterojunction transistors with modified insulator by using hexadecafluorophthalocyaninatocopper (F₁₆CuPc)/copper phthalocyanine (CuPc) and F₁₆CuPc/pentacene as the active layers. Compared with a single-layer device, it reports that an improved field-effect mobility and a 6-fold higher drain current are observed. The highest mobility of 0.081~cm²/(V.s) was obtained from F₁₆CuPc/CuPc heterojunction devices. This result is attributed to the dual effects of the organic heterojunction and interface modification. Furthermore, for two heterojunction devices, the performance of the F₁₆CuPc/CuPc-based transistor is better than that of F₁₆CuPc/pentacene. This is attributed to the morphologic match of two organic components.