具有高开启/关断电流比的Al2O3/AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管

采用原子层淀积(ALD)方法,制备了Al₂O₃为栅介质的高性能AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管(MOS-HEMT)。在栅压为-20 V时,MOS-HEMT的栅漏电比Schottky-gate HEMT的栅漏电低4个数量级以上。在栅压为+2 V时,Schottky-gate HEMT的栅漏电为191μA;在栅压为+20 V时,MOS-HEMT的栅漏电仅为23.6 nA,比同样尺寸的Schottky-gate HEMT的栅漏电低将近7个数量级。AlGaN/GaN MOS-HEMT的栅压摆幅达到了±20 V。在栅压V_gs=0 V时, MOS-HEMT的饱和电流密度达到了646 mA/mm,相比Schottky-gate HEMT的饱和电流密度(277 mA/mm)提高了133%。栅漏间距为10μm的AlGaN/GaN MOS-HEMT器件在栅压为+3 V时的最大饱和输出电流达到680 mA/mm,特征导通电阻为1.47 mΩ·cm²。Schottky-gate HEMT的开启与关断电流比仅为10⁵,MOS-HEMT的开启与关断电流比超过了10⁹,超出了Schottky-gate HEMT器件4个数量级,原因是栅漏电的降低提高了MOS-HEMT的开启与关断电流比。在V_gs=-14 V时,栅漏间距为10μm的AlGaN/GaN MOS-HEMT的关断击穿电压为640 V,关断泄露电流为27μA/mm。     

高电子迁移率晶体管放大器高功率微波损伤机理

在TCAD半导体仿真环境中,建立了0.25 m栅长的AlGaAs/InGaAs高电子迁移率晶体管(HEMT)低噪声放大器与微波脉冲作用的仿真模型,基于器件内部的电场强度、电流密度和温度分布的变化,研究了1 GHz的微波从栅极和漏极注入的损伤机理。研究结果表明,从栅极注入约40.1 dBm的微波时,HEMT内部峰值温度随着时间的变化振荡上升,最终使得器件失效,栅下靠源侧电流通道和强电场的同时存在使得该位置最容易损伤;从漏极注入微波时,注入功率的高低会使器件内部出现不同的响应过程,注入功率存在一个临界值,高于该值,器件有可能在第一个周期内损伤,损伤位置均在漏极附近。在1 GHz的微波作用下,漏极注入比栅极注入更难损伤。     

低工作电压聚噻吩薄膜晶体管

以高掺杂Si单晶片作为衬底且充当栅电极,采用磁控溅射法在硅片上沉积HfTiO薄膜作为栅介质层,聚三己基噻吩(P3HT)薄膜作为半导体活性层,金属Au作为源、漏电极,并采用十八烷基三氯硅烷(OTS)对栅介质层表面修饰,在空气环境下成功地制备出聚合物薄膜晶体管(PTFT).PTFT器件测试结果表明,该晶体管在低的驱动电压(<-1 V)下仍呈现出良好的饱和行为,其阈值电压和有效场效应迁移率分别为0.4 V和2.2×10^-2 cm²/V ·s.通过对金属-聚合物-氧化物 关键词： 聚合物薄膜晶体管 聚三己基噻吩 场效应迁移率 k栅介质')" href="#">高k栅介质     

低栅极电压控制下带有phenyltrimethoxysilane单分子自组装层的有机薄膜晶体管场效应特性研究

制作了底栅极顶接触有机薄膜晶体管器件,60 nm的pentacene被用作有源层,120 nm热生长的SiO₂作为栅极绝缘层.通过采用不同自组装修饰材料对器件的有源层与栅极绝缘层之间的界面进行修饰,如octadecyltrichlorosilane （OTS）,phenyltrimethoxysilane （PhTMS）,来比较界面修饰层对器件性能的影响.同时对带有PhTMS修饰层的OTFTs器件低栅极电压调制下的场效应行为及其载流子的传输机理进行研究.结果得到,当|V 关键词： 有机薄膜晶体管 自组装单分子层 场效应迁移率 低栅极调制电压     

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     

界面态电荷对n沟6H-SiC MOSFET场效应迁移率的影响

针对界面态密度在禁带中的不均匀分布，分析了界面态电荷对n沟6H碳化硅MOSFET场效应迁移率的影响.分析结果显示，界面态电荷使n沟碳化硅器件的场效应迁移率明显降低.并给出了实验测定的场效应迁移率和反型层载流子迁移率的比值与界面态密度之间关系. 关键词： 碳化硅 界面态 反型层迁移率 场效应迁移率     

Investigation of strain effect on the hole mobility in GOI tri-gate pFETs including quantum confinement

The strain impact on hole mobility in the GOI tri-gate pFETs is investigated by simulating the strained Ge with quantum confinement from band structure to electro-static distribution as well as the effective mobility. Lattice mismatch strain induced by HfO2 warps and reshapes the valence subbands, and reduces the hole effective masses. The maximum value of hole density is observed near the top comers of the channel. The hole density is decreased by the lattice mismatch strain. The phonon scattering rate is degraded by strain, which results in higher hole mobility.     

Effect of double AlN buffer layer on the qualities of GaN films grown by radio-frequency molecular beam epitaxy

This paper reports that the GaN thin films with Ga-polarity and high quality were grown by radio-frequency molecular beam epitaxy on sapphire （0001） substrate with a double A1N buffer layer. The buffer layer consists of a high-temperature （HT） A1N layer and a low-temperature （LT） A1N layer grown at 800℃ and 600℃, respectively. It is demonstrated that the HT-A1N layer can result in the growth of GaN epilayer in Ga-polarity and the LT-A1N layer is helpful for the improvement of the epilayer quality. It is observed that the carrier mobility of the GaN epilayer increases from 458 to 858cm^2/V.s at room temperature when the thickness of LT-A1N layer varies from 0 to 20nm. The full width at half maximum of x-ray rocking curves also demonstrates a substantial improvement in the quality of GaN epilavers by the utilization of LT-A1N layer.     

Ⅲ族氮化物异质结构二维电子气研究进展

本文总结了近年来Ⅲ族氮化物半导体异质结构二维电子气的研究进展。从Ⅲ族氮化物材料晶格结构和特有的极化性质出发,重点讨论了AlGaN/GaN异质结构中二维电子气的性质,总结分析了异质结构中Al组分、势垒层厚度、应变弛豫度、掺杂等对二维电子气浓度和迁移率的影响,同时还涉及AlGaN/GaN/AlGaN,AlGaN/AlN/GaN和AlGaN/InGaN/GaN等异质结构二维电子气性质。