性能优良的场效应晶体管

场效应晶体管（英文缩写FET）简称场效应管,顾名思义,它是利用电场的效应来控制电流的。场效应晶体管是在普通晶体三极管制造工艺的基础上开发出来的新一代放大元件,它有3个电极——栅极、漏极和源极,其特点是栅极的内阻极高,采用二氧化硅材料的可达到上千兆欧,通过栅极电压可控制漏极电流,属于电压控制型半导体器件。     

氧等离子体对少层MoS2及其场效应晶体管的影响研究

通过氧等离子体对MoS2材料及其场效应晶体管进行处理,用AFM、拉曼光谱、XPS和I-V测试对材料和器件性能进行表征,系统研究了氧等离子体对MoS2材料及其器件性能的影响。实验结果表明,氧等离子体处理可以有效去除MoS2材料和器件制备过程中引入的有机杂质,将MoS2的表面粗糙度降低到了0.27 nm。同时氧等离子体将表层MoS2氧化成MoO3,降低了器件接触区域MoS2与金属之间的费米能级钉扎效应,使器件开关比高达3.3×10^6。对MoS2器件沟道进行处理时,氧离子穿过MoO3插入到MoS2晶格中从而对沟道形成p型掺杂。     

表面粗糙对石墨烯场效应晶体管电流的影响

建立了单栅石墨烯场效应晶体管处于栅氧化层界面平整时的电流模型,在此基础上分析氧化层界面粗糙度对源漏电流的影响．研究表明：粗糙界面会导致源漏电流有所下降;且粗糙度越大,源漏电流下降越多．     

氟离子敏感场效应晶体管的研究

本文叙述了氟离子敏感场效应晶体管的原理,测试及其结果。这种对氟离子敏感的器件是用溅射的方法,在场效应晶体管的栅极上淀积一层很薄的氟化镧膜制成的。测试结果表明,这种器件灵敏度高,响应快,线性好。本文还从实验出发,对影响器件的稳定性和重复性的原因做了推测。     

栅缓冲层对4H碳化硅肖特基势垒场效应晶体管性能的影响

通过在栅极和沟道层间插入一层低掺杂的缓冲层研究了其对肖特基势垒场效应晶体管性能的影响。通过求解一维和二维泊松方程,得到了电流和小信号参数与缓冲层厚度和浓度的依赖关系。当缓冲层厚度为0.15μm时,计算了器件的直流和交流特性;同时仿真了器件的击穿特性。结果表明,电流随缓冲层厚度增加;击穿电压由125V增加到160V;截止频率由20GHz增加到27GHz。     

InAlAs/InGaAs调制掺杂场效应晶体管研究

从理论上和实验上对InAlAs/InGaAs调制掺杂场效应晶体管(MODFET)进行了研究。建立了简单的一维电荷控制模型,并进行二维数值模拟,得到了不同偏压下器件内部电势分布和电子浓度分布。在上述理论的指导下,设计了我们所需要的器件纵向和横向结构,并对设计器件的直流特性进行了计算机辅助分析。最后叙述了利用国产Ⅳ型MBE设备生长的材料制作出MODFET的工艺过程,并对器件的直流特性和射频特性进行了测试和分析。直流测试表明,器件的最大饱和电流密度为125mA/mm,最大非本征跨导达250mS/mm;射频测试得到器件(L_g=1.0～1.2βm,W_g=150μm)的特征频率f_T为26GHz,最高振荡频率f_(max)为43GHz。     

隧穿场效应晶体管的特性分析

随着器件尺寸不断缩小,半导体器件面临诸多问题,如短沟道效应严重、泄露电流大、高功耗等,针对这些问题,领域内提出了各种解决方案,其中隧道场效应晶体管得到广泛关注,它是一种新型的低功耗器件,其阈值泄露小,可抗短沟道效应.本文以隧穿场效应晶体管的工作原理、影响器件性能的因素和发展概况为着眼点,简析该新型器件.     

微纳定位/进给技术研究现状

微纳定位/进给技术是微纳科学技术、微电子工程、航空航天等领域的关键基础技术。它同时也是微纳科学技术走向产业化的前提。本文就当前几种典型的微纳定位/进给技术做一个总结,分析了各种定位/进给机构的定位/进给原理和具体结构,指出了存在的问题和可能的解决方法。     

基于MATLAB的石墨烯场效应晶体管电学特性研究

石墨烯场效应晶体管的结构参数是对晶体管电学特性有重要影响。利用MATLAB软件平台仿真研究了石墨烯场效应晶体管势垒层厚度、栅极长度、平面掺杂浓度、温度等结构参数对晶体管结构电学特性的影响规律,并根据研究选择最佳的结构参数,为石墨烯场效应晶体管加工工艺提供依据。     

C60场效应晶体管的制备及修饰层对器件性能影响的研究

以重掺杂Si片作为衬底,SiOe／聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为双栅绝缘层,C60为有源层,制备了不同修饰层的有机场效应晶体管（OFETs）;研究了不同修饰层的器件对于场效应性能的影响。实验表明,与未加修饰层的器件相比,经过修饰的器件性能有一定的提高,其中Alqa／LiF双修饰层器件的场效应迁移率达到最大,为1．6×1...     

Si/Ge异质结双栅隧穿场效应晶体管TCAD仿真研究

Si/Ge异质结双栅隧穿场效应晶体管(DGTFET)较传统硅基DGTFET有更好的电学性能。文章基于Sentaurus TCAD仿真软件,构建了有/无Pocket两种结构的Si/Ge异质结DGTFET器件,定量研究了Pocket结构及Pocket区厚度、掺杂浓度等参数对器件开态电流、关态电流、亚阈值摆幅、截止频率和增益带宽积的影响。通过仿真实验和计算分析发现,Si/Ge异质结DGTFET的开态/关态电流、亚阈值摆幅、截止频率和增益带宽积随Pocket区掺杂浓度增大而增大,而Pocket区厚度对器件性能没有明显影响。研究结果为TFET器件的直流、频率特性优化提供了指导。     

影响IGBT器件短路能力的一种栅极振荡现象研究

功率器件IGBT由于其优异特性而广泛应用于电机、电焊机和功率开关等领域,是功率器件的主流产品之一。本文首先介绍了IGBT的短路特性及测试方法和条件,分析了栅极异常振荡对IGBT的短路电流的影响,提出了改善IGBT器件短路能力的方法。     

影响IGBT器件短路能力的一种栅极振荡现象研究

功率器件IGBT由于其优异特性而广泛应用于电机、电焊机和功率开关等领域,是功率器件的主流产品之一.本文首先介绍了IGBT的短路特性及测试方法和条件,分析了栅极异常振荡对IGBT的短路电流的影响,提出了改善IGBT器件短路能力的方法.     

激光等离子体对硅表面微纳粒子除去机理研究

激光等离子体对精密元件表面微纳米粒子的有效去除,在纳米科研领域中有很大的应用潜力。为了深入研究激光等离子体对微粒的去除机理和条件,采用纳秒脉冲激光等离子体,对硅基底表面的微纳米粒子进行去除实验,观测了微粒的去除效果,并理论分析了等离子体的作用效应。结果表明,等离子体向外辐射宽谱光,紫外短波部分加速周围空气电离,使等离子体体积剧增,并有效提升基底和粒子温度;基底与粒子两者热膨胀度不同,使粒子更易于从基底剥离;同时等离子体向周围膨胀扩散形成高压冲击波,冲击波的压强高达GPa量级,可以克服微粒与基底之间的范德华力,而去除微纳米粒子,尤其对粒径大于0.5μm的去除效果尤其明显;在实际去除过程中,等离子体与基底的距离应该保持在0.2mm~2mm之间,这样既保证了微粒的有效去除,又不会造成基底的损伤。激光等离子体对微粒的去除效果明显,是等离子体辐射效应和冲击波效应的综合作用的结果。     

不同手性单壁碳纳米管分离及其场效应晶体管性能研究

高纯度的单手性单壁碳纳米管对于下一代碳基电子器件的发展具有重要意义。利用聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-联吡啶](PFO-BPy)、聚(9,9－二辛基芴－2,7－二基)(PFO)和聚(9,9－二辛基芴－共苯并噻二唑)(PFO-BT)三种聚合物在有机相中分别分选出(6,5),(7,5)和(10,5)三种手性单壁碳纳米管,具有较高纯度以及浓度,并去除了超过99%的残留分散剂。使用上述溶液沉积获得高均匀性和高密度的碳纳米管薄膜,以此作为器件沟道材料,制备了手性单壁碳纳米管场效应晶体管阵列。结果显示,大直径的(10,5)手性碳纳米管晶体管器件具有较好的电学性能,其迁移率最高达16cm²·V-1·s-1,开关比达10⁷。     

基于Pd/SWNT/Al结构的场效应晶体管的研究

碳纳米管因具有良好的物理机械性能而得到广泛的研究,其最重要的应用之一是构建场效应晶体管(FET).文章提出并研究了一种非对称接触的单壁碳纳米管场效应晶体管(SWNT-FET),并对其电学特性进行了表征.在该器件中,SWNT被作为FET的沟道,两种不同功函数的金属被用来与SWNT形成肖特基接触;SWNT一端与低功函数金属Al形成源极,另一端与高功函数金属Pd形成漏极.该类器件可应用于下一代纳米集成电路中.     

一种高性能背栅三明治纳米线场效应晶体管器件的仿真研究

本文提出了一种新型背栅三明治纳米线场效应晶体管,结合了ETSOI和纳米线晶体管的优点,在保持良好的短沟道效应控制的基础上可以动态调节背栅电压的控制能力,其中背栅用于阈值电压的调节。和背栅FinFET相比,背栅三明治纳米线场效应晶体管具有更好的器件性能,在相同宽度的纳米线和Fin的条件下,三维器件仿真表明新型器件具有三倍的过驱动电流,减小75%的漏电流,并且具有更小的亚阈值摆幅和漏致势垒下降。本文还提出一种新的制作背栅三明治纳米线场效应晶体管的工艺流程和针对本器件的背栅电压调节阈值电压的解析模型,兼容于先进的高k金属栅CMOS技术,并且具有独特的背栅调控能力,有利于22纳米节点以下器件尺寸的减小。     

杂质对二硫化钼场效应晶体管磁滞效应的影响

二硫化钼(Mo S_2)具有优异的理化性能,但是磁滞效应限制了其在半导体器件上的大量应用。研究了化学气相沉积法(CVD)生长的Mo S2薄膜制备的悬置和非悬置场效应晶体管在室温下(20℃左右)的电学特性曲线。发现非悬置场效应晶体管和悬置场效应晶体管中都存在磁滞现象,但是非悬置场效应晶体管的磁滞现象比悬置场效应晶体管更强。说明在样品制备过程中引入的水分子和氧分子等杂质吸附在样品表面和衬底与样品之间的界面上,这些杂质能从沟道材料的导带中转移电子充当载流子导致了磁滞效应的发生。     

射频场效应晶体管的交流小信号建模技术研究

提出了新的金属-氧化层-半导体-场效晶体管（MOSFET）器件的小信号等效电路结构,提取了等效电路结构的元件参数值,在器件建模型软件IC-CAP2008下,对等效电路模型和提取的元件参数进行编译,生成了能够应用于射频与微波领域的场效应晶体管的高频小信号器件模型,将生成的器件模型编译到高频仿真软件ADS中,并调用S参数仿真器对器件模型进行S参数仿真,最后对比了仿真结果与测试数据的差异性,对生成的器件模型做出了误差分析,展示了所建小信号模型的良好性能。     

铁电负电容场效应晶体管器件的研究

铁电负电容场效应晶体管作为一种新型半导体器件,利用铁电材料的负电容效应可使晶体管的亚阈值摆幅突破理论极限值60 mV/dec,是未来低功耗晶体管领域最具有前途的器件之一。该文研究并建立了铁电负电容场效应晶体管的器件模型,采用Matlab软件对负电容场效应晶体管的器件特性进行了研究分析,获得了亚阈值摆幅为33.917 6 mV/dec的负电容场效应晶体管的器件结构,探究了铁电层厚度、等效栅氧化层厚度及不同铁电材料对负电容场效应晶体管亚阈值摆幅的影响。