外电场和双轴应变对MoSH/WSi2N4肖特基结势垒的调控

鉴于实验上最新合成的二维半导体材料WSi₂N₄(WSN)和二维金属材料MoSH(MSH),构建了金属-半导体MSH/WSN肖特基结.在实际的金属-半导体接触应用中,肖特基势垒的存在严重降低了器件的性能.因此,获得较小的肖特基势垒甚至是欧姆接触至关重要.本文使用第一性原理计算研究了在外电场和双轴应变作用下MSH/WSN肖特基结势垒的变化.计算结果表明,外电场和双轴应变均可以有效地调控MSH/WSN肖特基结势垒.正向外电场能实现MSH/WSN肖特基结p型与n型肖特基接触之间的动态转化,而负向外电场可实现MSH/WSN肖特基结向欧姆接触的转化.此外,较大的双轴应变可实现MSH/WSN肖特基结p型与n型肖特基接触的相互转化.此项工作为基于WSN半导体的肖特基功能器件及场效应晶体管提供理论指导.     

环栅肖特基势垒金属氧化物半导体场效应管漏致势垒降低效应研究

结合环栅肖特基势垒金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)结构, 通过求解圆柱坐标系下的二维泊松方程得到了表面势分布, 并据此建立了适用于低漏电压下的环栅肖特基势垒NMOSFET阈值电压模型.根据计算结果, 分析了漏电压、沟道半径和沟道长度对阈值电压和漏致势垒降低的影响, 对环栅肖特基势垒MOSFET器件以及电路设计具有一定的参考价值. 关键词： 环栅肖特基势垒金属氧化物半导体场效应管 二维泊松方程 阈值电压模型 漏致势垒降低     

n-GaN肖特基势垒光敏器件的电子辐照效应

本文主要研究了n型GaN肖特基紫外光敏器件(包括GaN肖特基势垒紫外探测器,GaN肖特基二极管)的电子辐照效应和失效机理,以及辐照后二极管对不同波长光的光敏特性的变化。从实验中观测到,随着辐照注量的不断增加,GaN光敏器件的击穿电压明显减小,反向漏电流逐渐增大。证实了辐照后Au/GaN间产生的界面态是引起GaN肖特基势垒光敏器件辐照失效的原因。另外,在研究辐照效应对GaN肖特基二管光敏特性的影响时观测到,经过一定剂量的辐照后,GaN肖特基二管能探测到380nm的紫外光和可见光,而在辐照以前,它是探测不到的。这说明辐照效应将导致肖特基势垒光敏器件对较长波长的吸收,使得UV探测器中可见光成分的背景噪声增加。     

新型锗硅异质结远红外探测器研制成功

工作于8～12μm波段的远红外探测器在遥感、制导、夜视技术等方面有着重要的应用.特别是在海湾战争以后,更加受到各国军方和高科技界的重视.1990年美国加州理工学院喷气推进实验室发展了一种新型的锗硅异质结远红外探测器.它具有金属硅化物肖脱基(PtSi/Si和IrSi/Si)势垒探测器的优点,即工艺简单,大面积的均匀性好,读出电路简单,能和硅大规模集成技术相容等,而它的工作波长比肖特基势垒更长,量子效率更高.与当前流行的镓砷/铝镓砷量子阱红外探测器相比,它可以在垂直光照下工作,因而容易实现大面积的阵列.1991年美国麻省理工学院用它研制成…     

基于机械剥离β-Ga_2O_3的Ni/Au垂直结构肖特基器件的温度特性

本文制备了基于机械剥离β-Ga_2O_3的Ni/Au垂直结构肖特基器件,对该器件进行了温度特性I-V曲线测试.器件表现出了良好的二极管特性,随着温度从300 K升高至473 K,势垒高度从1.08 e V上升至1.35 e V,理想因子从1.32降低至1.19,二者表现出了较强的温度依赖特性,这表明器件的肖特基势垒存在势垒高度不均匀的问题.串联电阻随温度升高而降低,这主要是热激发载流子浓度升高导致的.本文利用势垒高度的高斯分布对器件的温度特性进行了修正,修正后的势垒高度为1.54 e V,理查孙常数为26.35 A·cm~(–2)·K~(–2),更接近理论值,这表明利用高斯分布势垒高度的热电子发射模型能够很好地解释Au/Ni/β-Ga_2O_3肖特基二极管的I-V温度特性问题,这种方法更适合用来测量β-Ga_2O_3肖特基二极管的电学参数.     

表面化学处理和退火对p-GaN/ZnO:Ga接触特性的影响

ZnO∶Ga(GZO)透明电极沉积在p-GaN表面,用作透明电流扩展层。直接沉积在p-GaN上的p-GaN/GZO存在较大的势垒,容易形成肖特基接触,而良好的欧姆接触对功率LED器件至关重要。为了降低接触势垒,采用盐酸和氢氧化钠溶液对GaN表面进行去氧化层处理,并对p-GaN/GZO进行退火处理,研究表面处理和退火对p-GaN/GZO接触特性的影响。研究表明:碱性溶液处理有利于降低接触势垒;退火处理后,接触势垒略有增加。     

弹道电子发射显微镜对Au/n-Si(100)界面势垒的探测

用弹道电子发射显微镜对Au/n-Si(100)界面势垒测试,直接得出定点的势垒特性和纳米尺度的界面图象.通过所测的I-(c)-V曲线,可得所测点的肖特基势垒高度及电荷传输特性.界面图象可以显示界面极小范围内势垒的特性. 关键词：     

基于塔姆等离激元的近红外热电子光电探测器

提出了一种实现高性能宽带近红外热电子光电探测器的多层薄膜器件结构,该结构基于TiN/TiO2肖特基势垒和TiN/分布式布拉格反射器形成的塔姆等离激元.通过光学传输矩阵和热电子发射理论模拟计算结果表明,高折射率比介质层构成的分布式布拉格反射器有效扩展了TiN薄膜吸收光谱和器件响应光谱,同时增强了TiN薄膜的吸收率和器件响...     

低暗电流InGaAs-MSM光电探测器

MSM(金属-半导体-金属)型光电探测器的较低寄生电容和高带宽的特点使得其应用广泛,可用于空间通信、遥感等多方面,但暗电流偏大仍是制约其发展的重要因素.为此,本文研制了100×100μm2面积的InGaAs-MSM光电探测器,通过设计InAlGaAs/InGaAs短周期超晶格和InAlAs肖特基势垒增强结构,将器件暗电流密度降至0.6pA/μm2(5V偏置),改善了目前同类器件的信噪比.对器件光电参数进行了表征:3dB带宽6.8GHz,上升沿58.8ps,1550nm波段响应度0.55A/W,光吸收区域外量子效率88%.分析了短周期超晶格和肖特基势垒增强层对暗电流的抑制机理.     

高k栅介质对肖特基源漏超薄体SOI MOSFET性能的影响

研究了高k栅介质对肖特基源漏超薄体SOI MOSFET性能的影响.随着栅介质介电常数增大,肖特基源漏(SBSD) SOI MOSFET的开态电流减小,这表明边缘感应势垒降低效应(FIBL)并不是对势垒产生影响的主要机理.源端附近边缘感应势垒屏蔽效应(FIBS)是SBSD SOI MOSFET开态电流减小的主要原因.同时还发现,源漏与栅是否对准,高k栅介质对器件性能的影响也不相同.如果源漏与栅交叠,高k栅介质与硅衬底之间加入过渡层可以有效地抑制FIBS效应.如果源漏偏离栅,采用高k侧墙并结合堆叠栅结构,可以提高驱动电流.分析结果表明,来自栅极的电力线在介电常数不同的材料界面发生两次折射.根据结构参数的不同可以调节电力线的疏密,从而达到改变势垒高度,调节驱动电流的目的. 关键词： k栅介质')" href="#">高k栅介质 肖特基源漏(SBSD) 边缘感应势垒屏蔽(FIBS) 绝缘衬底上的硅(SOI)     

势垒可调的氧化镓肖特基二极管

氧化镓作为新一代宽禁带材料,其器件具有优越的性能.本文仿真研究了n~+高浓度外延薄层对氧化镓肖特基二极管的势垒调控.模拟结果显示,当n型氧化镓外延厚度为5 nm、掺杂浓度为2.6×10¹⁸ cm^-3时,肖特基二极管纵向电流密度高达496.88 A/cm~2、反向击穿电压为182.30 V、导通电阻为0.27 mΩ·cm~2,品质因子可达123.09 MW/cm~2.进一步研究发现肖特基二极管的性能与n~+外延层厚度和浓度有关,其电流密度随n~+外延层的厚度和浓度的增大而增大.分析表明,n~+外延层对势垒的调控在于镜像力、串联电阻及隧穿效应综合影响,其中镜像力和串联电阻对势垒的降低作用较小,而高电场下隧穿效应变得十分显著,使得热发射电流增大的同时,隧穿电流得到大幅度提升,从而进一步提升了氧化镓肖特基二极管的性能.     

硼掺杂金刚石薄膜同质外延生长及肖特基势垒二极管制备

采用微波等离子体气相沉积(MPCVD)在商用3mm×3mm×1 mm高温高压合成(HPHT)Ib型(100)金刚石衬底上同质外延生长B掺杂金刚石薄膜,并在此材料的基础上用磁控溅射和电子束蒸镀技术制备了不同结构参数金刚石肖特基势垒二极管。测试结果表明:所生长的金刚石薄膜表面非常平整,可以看到比较明显的原子台阶;所制备的器件具有明显的整流特性,肖特基电极直径100μm,肖特基电极和欧姆电极间距10μm,外加电压-15V,300K时测得器件正向导通电阻20Ω,反向饱和电流近似为10-6 A,反向击穿电压大约103.5V;电极间距越大,反向击穿电压越高,器件正向电流越小。     

InAs量子点在肖特基势垒二极管输运特性中的影响

在77到292K的范围内,系统研究了含InAs自组装量子点的金属-半导体-金属双肖特基势垒二极管的输运特性.随着温度上升,量子点的存储效应引起的电流回路逐渐减小.在测试温度范围内,通过量子点的共振隧穿过程在电流电压(I-V)曲线中造成台阶结构,且使电流回路随温度的上升急剧减小.根据肖特基势垒的反向I-V曲线,计算了势垒的反向饱和电流密度和平均理想因子.发现共振随穿效应使肖特基势垒在更大的程度上偏离了理想情况,而量子点的电子存储效应主要改变了肖特基势垒的有效势垒高度,从而影响了势垒的反向饱和电流密度 关键词： 自组装量子点 肖特基势垒 电流-电压特性     

利用肖特基势垒特性研究4mm波段硅雪崩二极管的杂质分布

本文研究了4mm波段硅雪崩二极管剖面的杂质浓度分布。测量并讨论了研制器件的外延层杂质分布特性,和器件杂质分布及其对器件性能的影响。文中阐述了肖特基势垒的基本方程,给出计算曲线;讨论了测量条件及产生误差的主要方面。作为实验技术的改进,我们装置了水银探针,讨论了确定Hg-Si势垒面积的理论依据和测量方法,并获得了Hg-Si势垒高度φ_ms和内建势V_bi的实验值,以及稳定势垒面积的条件。 关键词：     

Ti/4H-SiC肖特基势垒二极管抗辐射特性的研究

本文采用γ射线、高能电子和中子对Ti/4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)的抗辐射特性进行了研究.研究发现对于γ射线和1 MeV电子辐照,-30 V辐照偏压对器件的辐照效应没有明显的影响.经过1 Mrad(Si)的γ射线或者1×l0¹³ n/cm²的中子辐照后,Ti/4H-SiC肖特基接触都没有明显退化;经过3.43×10¹⁴ e/cm²的1 MeV电子辐照后Ti/4H-SiC的势垒高度比辐照前轻微下降,这是由于高能 关键词： 碳化硅 肖特基 辐照 偏压     

钛－镍－硅固相反应形成的镍硅化物/n-硅(100)接触的I-V-T研究

在不同退火温度下，有一薄层钛覆盖层的镍－硅经过固相反应生成了镍硅化物/n-硅(100)接触，研究了其在80K到室温的电流－电压（I-V）特性。低温I-V曲线在低偏压区的电流显著地比传统的热电子发射（TE）模型预计的要大。用基于Tung的夹断模型简化得到的双肖特基势垒模型分析了实测的I-V曲线，从中可以得到肖特基势垒不均匀性的量度。较高温度退火导致较大的势垒不均匀性，意味着硅化物薄膜均匀性的变坏。钛覆盖薄层可以稍微提高硅化镍的相转变温度，以及形成的一硅化镍的热稳定性。     

Ni/4H-SiC 肖特基势垒磁场下输运性质的分析

采用高真空电子束蒸发的方法将镍 (Ni)淀积在 4H SiC(0 0 0 1)面上 ,制备出良好的Ni/4H SiC肖特基接触 .研究了Ni/4H SiC肖特基势垒在强磁场和低温下的I -V特性 ,并以热电子发射理论为基础 ,结合弛豫近似玻尔兹曼方程对Ni/4H SiC肖特基势垒在磁场下的输运性质进行了分析和计算 ,发现电流的变化与磁场的平方和电压成线性关系 ,和温度成反比关系 ,与实验结果基本符合     

石墨烯/硅光电探测器的I-V及C-V特性

设计并制备了基于石墨烯/n型硅肖特基结的光电探测器,并从能带角度研究和分析了其I-V及C-V特性。结果表明,石墨烯/氮化硅/硅(金属-绝缘层-半导体)电容器对器件的I-V及C-V特性有较大影响。在808nm近红外光的照射下,器件反向电流和正向电流大小接近,归因于氮化硅/硅界面堆积的光生空穴向石墨烯/硅肖特基结的扩散,器件光响应度为0.26A/W。基于热发射模型从I-V暗电流曲线提取的肖特基势垒高度及理想因子分别为0.859eV和2.3。利用肖特基二极管耗尽层电容公式从C~(-2)-V曲线提取的势垒高度随着频率的增加而增加并趋于稳定在0.82eV。由于界面态的影响,石墨烯/硅肖特基结耗尽层宽度随频率增加而增加,而硅施主原子的掺杂浓度及器件电容则随频率增加而减小。     

Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管的γ射线辐照效应

对制备的Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管（SBD）进行了γ射线辐照试验,并在辐照过程中对器件分别加0和-30?V偏压.经过1?Mrad（Si）总剂量的γ射线辐照后,不同辐照偏压下的Ni/4H-SiC肖特基接触的势垒高度和理想因子没有退化,SiC外延层中的少子寿命也没有退化.辐照后器件的反向电流下降,这是由于器件表面的负界面电荷增加引起的.研究表明,辐照偏压对Ni/4H-SiC SBD的辐照退化效应没有明显的影响. 关键词： 碳化硅 肖特基 辐照效应 偏压     

Pt/Au/n-InGaN肖特基接触的电流输运机理

基于热电子发射和热电子场发射模式,利用I-V方法研究了Pt/Au/n-InGaN肖特基接触的势垒特性和电流输运机理,结果表明,在不同背景载流子浓度下,Pt/Au/n-InGaN肖特基势垒特性差异明显.研究发现,较低生长温度制备的InGaN中存在的高密度施主态氮空位（V_N）缺陷导致背景载流子浓度增高,同时通过热电子发射模式拟合得到高背景载流子浓度的InGaN肖特基势垒高度和理想因子与热电子场发射模式下的结果差别很大,表明V_N缺陷诱发了隧穿机理并降低了肖特基势垒高度,相应的隧穿电流显著增大了肖特基势垒总的输运电流,证实热电子发射和缺陷辅助的隧穿机理共同构成了肖特基势垒的电流输运机理.低背景载流子浓度的InGaN肖特基势垒在热电子发射和热电子场发射模式下拟合的结果接近一致,表明热电子发射是其主导的电流输运机理.