基于肖特基接触的碳纳米管场效应晶体管

由于具有独特的一维纳米结构、稳定的化学特性和优异的电学性能,单壁碳纳米管被认为是制作高性能电子器件以及下一代纳米电路的理想材料,作为新型基础电子元件的一种,碳纳米管场效应晶体管一直是研究的热点。研究了一种基于非对称肖特基接触的碳纳米管场效应晶体管,金属钯与金属铝分别作为电极材料制作出的碳纳米管场效应晶体管分别表现出p型和n型的导通特性,当这两种金属分别作为源、漏电极制作在单根半导体性单壁碳纳米管的两端时,便构成了非对称肖特基接触结构碳纳米管场效应晶体管。器件表现出了优良的整流特性,整流比达到103,在栅压的调控下,正向电流的开关比接近103。     

单壁碳纳米管场效应晶体管的制备工艺研究

综述了碳纳米管场效应晶体管（CNTFET）的主要结构和导电沟道的制备工艺,如AFM探针操控、CVD原位生长、交流介电泳和L-B大面积操控排布等方法。在对CNTFET的这些结构和制备工艺进行详细分析的基础上,着重指出目前CNTFET导电沟道制备中存在的诸如金属性单壁碳纳米管（SWCNT）的烧除、接触电阻大、滞后现象以及P型CNTFET转化等问题,并针对这些问题提出了具体可行的解决方案。     

单壁碳纳米管场效应晶体管的制备工艺研究

综述了碳纳米管场效应晶体管(CNTFET)的主要结构和导电沟道的制备工艺,如AFM探针操控、CVD原位生长、交流介电泳和L-B大面积操控排布等方法。在对CNTFET的这些结构和制备工艺进行详细分析的基础上,着重指出目前CNTFET导电沟道制备中存在的诸如金属性单壁碳纳米管(SWCNT)的烧除、接触电阻大、滞后现象以及p型CNTFET转化等问题,并针对这些问题提出了具体可行的解决方案。     

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。     

单壁碳纳米管随机网络场效应晶体管

使用超声分散CVD法合成的商用单壁碳纳米管(SWCNT),利用匀胶机把分散获得的、含有SWCNT的悬浮液均匀旋涂于SiO2/Si基上,利用萌罩式电子束蒸发技术在碳纳米管随机网络薄膜表面制备漏源Au电极。该制备技术避免了碳纳米管器件更多的化学接触,有效确保碳纳米管的纯度。该碳纳米管场效应晶体管器件采用重掺杂Si作为背栅、SWCNT随机网络薄膜为导电沟道。在室温环境下利用Keithley-4200对器件性能进行了测试分析,器件开启电流约为1μA,峰值跨导为326nS。该方法制备的SWCNT随机网络场效应晶体管,具有工艺实现简单、器件性能稳定、重复性和一致性好等特点,并可以用于构建CNT逻辑电路。该技术对于研究低成本、大规模基于CNT的集成电路来说,具有较高的借鉴价值。     

非晶硅场效应晶体管静态特性的非模型分析

本文介绍一种分析非晶硅场效应晶体管静态特性的非模型方法.它与传统的模型分析方法不同.不要求知道非晶硅隙态密度分布g(E)的具体形式,而只需假定g(E)是连续函数.据此可得到该器件的I-V特性方程.它是一个无穷级数,但就实际应用精度而言,它可用一个多项式近似表示,而且它的第一项是与单晶硅MOSFET的I—V特性方程(非饱和区)相似.这个方程特别适合于描写双极性非晶硅场效应晶体管的静态特性.     

碳纳米管随机网络场效应晶体管电学性能分析

利用电子束蒸发技术在Si衬底形成Au电极作为底栅电极,在底栅电极上生长SiO₂薄膜。超声分散CVD法合成的商用单壁碳纳米管(SWCNTs),使用匀胶机将单壁碳纳米管悬浮液均匀旋涂于SiO₂薄膜上。再利用荫罩式电子束蒸发技术,在单壁碳纳米管随机网络薄膜表面制备漏源电极。该工艺过程避免了碳纳米管过多的化学接触,有效地保护了碳纳米管的性状。在室温条件下对器件电学性能进行测试和分析。使用该方法制备的单壁碳纳米管随机网络薄膜场效应晶体管,具有器件性能稳定、重复性和一致性较好等优点,并可用于构建碳纳米管逻辑电路。该方法对于研究基于碳纳米管的大规模、低成本的集成电路,具有较高的借鉴价值。     

聚合物薄膜场效应晶体管研究进展

有机薄膜场效应晶体管（OFET）在电子报纸、智能识别卡、大面积平板显示及柔性显示、传感器、数字逻辑电路等方面具有非常广阔的应用前景。在OFET家族中，聚合物半导体膜因具有机械性能好、热稳定性高、成膜方法简单经济以及特别适合于制备大面积器件等特点，而使聚合物薄膜场效应晶体管（PFET）近几年来倍受关注。本文概述PFET的基本结构和工作原理、器件设计和制备以及相关的研究进展，最后讨论PFET器件未来的研究方向。     

基于量子模型的碳纳米管场效应晶体管电子输运特性

采用量子输运模型和NEGF理论,自洽求解薛定谔方程和泊松方程,对类MOS-碳纳米管场效应晶体管的电子输运特性建模。考察了沟道长度Lg为5~25 nm时,其对器件的导通电流、阈值电压、关态泄漏电流、电流开关比、亚阈值摆幅等性质的影响。结果表明:当Lg≥15 nm时,MOS-CNTFET没有量子尺寸效应;当Lg<15 nm时,器件出现短沟道效应;Lg<10 nm时短沟道效应更加明显。     

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。     

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。     

双极场引晶体管:I.电化电流理论(双MOS栅纯基）

本文描述双极场引晶体管(BiFET)及其理论.把两维晶体管分解成两个一维晶体管,得到解析方程.以表面势为参变量,采用电化(准费米)势梯度驱动力计算电流.提供实用电极直流电压及器件参数范围,随直流电压变化,输出和转移电流和电导.电子和空穴表面沟道同时存在,这新特点可以用来在单管实现CMOS电路倒相和SRAM存储电路.     

双极场引晶体管:I.电化电流理论(双MOS栅纯基)

本文描述双极场引晶体管(BiFET)及其理论.把两维晶体管分解成两个一维晶体管,得到解析方程.以表面势为参变量,采用电化(准费米)势梯度驱动力计算电流.提供实用电极直流电压及器件参数范围,随直流电压变化,输出和转移电流和电导.电子和空穴表面沟道同时存在,这新特点可以用来在单管实现CMOS电路倒相和SRAM存储电路.     

The Bipolar Field-Effect Transistor:XIII. Physical Realizations of the Transistor and Circuits (One-Two-MOS-Gates on Thin-Thick Pure-Impure Base)

This paper reports the physical realization of the Bipolar Field-Effect Transistor （BiFET） and its onetransistor basic building block circuits. Examples are given for the one and two MOS gates on thin and thick, pure and impure base, with electron and hole contacts, and the corresponding theoretical current-voltage characteristics previously computed by us, without generation-recombination-trapping-tunneling of electrons and holes. These examples include the one-MOS-gate on semi-infinite thick impure base transistor （the bulk transistor） and the impurethin-base Silicon-on-Insulator （SOI） transistor and the two-MOS-gates on thin base transistors （the FinFET and the Thin Film Transistor TFF）. Figures are given with the cross-section views containing the electron and hole concentration and current density distributions and trajectories and the corresponding DC current-voltage characteristics.     

双极场引晶体管:II.飘移扩散理论（双MOS栅纯基）

本文描述双极场引晶体管(BiFET)飘移扩散理论，包括薄纯基上两个等同金属氧化物硅（MOS）栅.把两维晶体管分解成两个一维晶体管，以表面势为参变量，得到解析方程.提供实用硅基和氧化层厚度范围内,随直流电压变化,输出和转移电流和电导总量和飘移扩散分量.显著部分的飘移电流来自横向电场平方的纵向梯度.     

双极场引晶体管:Ⅱ.飘移扩散理论(双MOS栅纯基)

本文描述双极场引晶体管(BiFET)飘移扩散理论,包括薄纯基上两个等同金属氧化物硅(MOS)栅.把两维晶体管分解成两个一维晶体管,以表面势为参变量,得到解析方程.提供实用硅基和氧化层厚度范围内,随直流电压变化,输出和转移电流和电导总量和飘移扩散分量.显著部分的飘移电流来自横向电场平方的纵向梯度.     

双极场引晶体管:Ⅱ.飘移扩散理论(双MOS栅纯基)

本文描述双极场引晶体管（BiFET）飘移扩散理论，包括薄纯基上两个等同金属氧化物硅（MOS）栅,把两维晶体管分解成两个一维问题，以表面势为参变量，得到解析方程，提供实用硅基和氧化层厚度范围内，随直流电压变化，输出和转移电流和电导总量和飘移扩散分量。显著部分的飘移电流来自横向电场平方的纵向梯度。     

双极场引晶体管:Ⅳ.短沟道飘移扩散理论(双MOS栅纯基)

本文描述双极场引晶体管(BiFET)短沟道解析理论,用解析理论分别计算飘移扩散电流.上月文章用单项电化电流描述飘移扩散电流.正如那篇文章里,两维晶体管分成两个区域,源区和漏区.每区在特定外加端电压下既可为电子或空穴发射区又可为电子或空穴收集区.把两维无缺陷Shockley方程分离为两个以表面势为参变量的一维方程,并运用源区和漏区界面处电子电流和空穴电流连续性,得到在源区和漏区内解析方程.典型BiFET包括薄纯基上两个等同金属氧化物硅(MOS)栅.用图形提供实用硅基和氧化层厚度范围内,随直流电压变化,输出和转移电流和电导总量,电子沟道与空穴沟道飘移扩散分量,和两区电学长度.描述两区短沟道理论相对一区长沟道理论偏差.     

双极场引晶体管:III.短沟道电化电流理论（双MOS栅纯基）

本文描述双极场引晶体管(BiFET)短沟道理论. 晶体管分成两个区域,源区和漏区. 每区在特定外加端电压下既可为电子或空穴发射区又可为电子或空穴收集区. 把两维无缺陷Shockley方程分离为两个以表面势为参变量的一维方程,并运用源区和漏区界面处电子电流和空穴电流连续性,得到在源区和漏区内解析方程. 典型BiFET包括薄纯基上两个等同金属氧化物硅（MOS）栅. 用图形提供实用硅基和氧化层厚度范围内,随直流电压变化,输出和转移电流和电导总量,电子沟道与空穴沟道分量,和两区电学长度.报道前没考虑沟道缩短的偏差。