金属硅化物—硅功率肖特基二极管

本文用X射线衍射（XRD）方法、俄歇电子能谱（AES）分析和电学测量方法研究了Ti/Si、Ni/Si和Cr/Si三种结构的金属硅化物的形成和特性。用电流－电压法和电容－电压法测量分析了TiSi2/n-Si、Nix/n-Si和CrSi2/N-Si三种肖特基势垒二极管特性，其势垒高度分别为0．61eV、0．66eV0．66eV，理想因子均接近1。用此项技术制作的金属硅化物－n型硅肖特功率二极管有优异的电学性能。     

金属Au纳米膜的电子输运及非线性效应

使用Matlab软件对N方势垒在偏压下电流随电压的变化关系进行了模拟计算，计算结果表明N方势垒的伏安特性（I-V）曲线上显现出非线性效应和震荡效应。利用溅射方法将Au颗粒沉积在经过电化学腐蚀处理的硅基片上，得到具有纳米结构的Au膜。采用SEM对基片表面上的金膜进行观察，发现了纳米颗粒的聚集体，样品的I-V曲线测试结果表明：常温下，测得电流在0至1.5×10^-6A范围内，样品电阻率呈非线性电阻效应和振荡效应；N方势垒模型的模拟计算结果与实验测量结果很好的吻合。     

n型GaN薄膜输运性质与发光研究

系统研究了掺Si的n型GaN的表面形貌、电学性质和光学性质。GaN薄膜采用金属有机化学气相沉积系统（MOCVD）制备,通过选择不同掺杂流量的siH4,使n型载流子浓度变化范围为3×10^16-5．4×10^18cm^-3。原子力显微镜研究发现随掺杂浓度的增加样品表面形貌变粗糙,表面位错坑密度增加,表明了晶体质量下降。变温霍尔效应获得载流子浓度随温度的变化曲线（n-1/T）,拟合得到不同Si掺杂量下,Si杂质在GaN中的电离激活能在12～22meV之间变化,它是施主波函数的相互作用增强所造成。通过研究迁移率随温度（μ-T）的关系曲线,认为载流子输运过程受不同温度下的散射机制影响。光致发光谱研究了室温下GaN薄膜带边发光和黄带,发现带边发光峰的移动是伯斯坦-莫斯效应和能带重整化效应共同作用的结果,并拟合得到了能带收缩效应系数-1．07×10^-8eV／cm,指出黄带的产生和变化与不同Si掺杂浓度下Ga空位的浓度相关。     

一种三阶曲率补偿带隙基准电压源的设计

在传统电流求和模式带隙基准电压源的基础上进行改进，设计了一种简单的三阶曲率补偿带隙基准电压源。该基准源由启动电路、低压高增益两级运算放大器、基准核心电路和高阶曲率补偿电路组成。在低温段，通过PMOS管进行二阶补偿；在高温段，通过PTAT2电流进行三阶补偿。基于CSMC 0．35μm CMOS工艺，采用Cadence软件对设计电路进行仿真分析。结果表明，在－40～125℃温度范围内，5 V电源电压下，基准源输出电压为1．226V，输出电压变化范围为0．51mV，基准源的温度系数为2．5×10－6／℃，低频时的电源抑制比为－67 dB。     

全固态染料敏化纳米二氧化钛／铜酞菁复合太阳能电池

利用铜酞菁空穴传输材料制备了全固态染料敏化纳米TiO2太阳能电池。研究了铜酞菁厚度对电池性能的影响，结构优化后，得到的性能参数，开路电压约为618mV，短路电流约为0．24mA／cm^2(氙灯照射，光强约为80mW／cm^2)，注入因子为54．5％，总光电转换效率为0．1％。对铜酞菁层进行碘掺杂后，电池的短路电流得到了提高，而开路电压有所下降。电池暗反应研究表明，电流的升高是由于碘掺杂导致载流子浓度增大，载流子输运能力增强，电压的下降则是由于碘的掺人削弱了电池的整流特性。     

有源器件伏安特性测试仪的研制

提出了利用窄脉冲、定电压、电子负载进行自动测量有源器件伏安特性的新方法，该方法既可测出真实的短路电流，且能保证内阻较小的有源器件不会在测量过程中因过热而损坏，给出了系统硬件电路框图，该测量系统由定电压电子负载电路、峰值采样－保持电路和单片机测控线路三部分组成，测试实例表明，该方法的平均误差测量小于0．1％。     

蓝宝石高温光纤传感器研究

基于黑体辐射原理,研制成新型蓝宝石高温光纤传感器及光纤温控仪,对蓝宝石光纤高温传感头的热辐射特性进行了理论分析,经标定,仪器的测温范围为600－1800度,可分辨温度优于0．1度,空间分辨率约为1．5cm,可用于科研和工业生产中特殊环境下的温度测量。     

BaSi2电子结构及光学性质的第一性原理计算

采用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）赝势平面波方法，对正交相BaSi2的电子结构、态密度和光学性质进行了理论计算，能带结构计算表明它是一种间接带隙半导体，禁带宽度为1．086eV；其价带主要是由Si的3s，3p及Ba的5d态电子构成，导带主要由Ba的6s，5d及Si的3p态电子构成；静态介电函数ε1（0）=11．17；折射率n0=3．35；吸收系数最大峰值为2．15×10^5cm^-1．     

宽禁带SiC肖特基势垒二极管的研制

采用微电子平面工艺 ,高真空电子束蒸发金属Ni作肖特基接触 ,多层金属Ni、Ti、Ag合金作欧姆接触 ,SiO2 绝缘环隔离减小高压电场集边效应等技术 ,制作出Ni/4H SiC肖特基势垒二极管 (SBD) .该器件在室温下反向击穿电压大于 450V ,对应漏电流为 6× 1 0 -6 A .并对实验结果进行分析模拟 ,理想因子为 1 .73 ,肖特基势垒高度为 1 .2 5V ,实验表明 ,该器件具有较好的正向整流特性和较小的反向漏电流 .     

基于横向多晶硅二极管的CMOS兼容热风速计

提出了并试制了一种采用多晶硅横向二极管作为测温元件的CMOS兼容热风速计，该风速计的加热元件和测温元件均采用多晶硅技术制造，工艺与CMOS兼容，对横向多晶硅二极管的温度敏感特性调查发现，其正向电流随温度增加几乎呈线性增加，显示该多晶硅二极管具有负的电压温度系数，其值约为－1．8mV/K，非常接近单晶硅上PN结的电压温度系数－2mV/K，采用CMOS工艺试制由8个横向多晶硅二极管组成的风速计结构，并实验测量了其风速和风向敏感特性。     

Pt-ZnO纳米肖特基接触的电学特性

我们研究了Pt-ZnO纳米肖特基接触的电学特性。采用二步湿化学法制备高取向的ZnO纳米棒阵列,在原子力显微镜下将镀Pt导电探针施加在ZnO纳米棒的端面,形成Pt-ZnO纳米接触。I-V特性曲线表明Pt-ZnO纳米接触形成肖特基二极管,具有明显的整流效应,理想因子为3.2,反向击穿电压高于-10V。分析指出,施加偏压后在Pt-ZnO纳米接触点附近的ZnO半导体内形成较高电场,导致势垒厚度减小,使电子从ZnO到Pt的隧穿概率增大,因而具有较高的理想因子。     

利用正向电压下的导纳检测半导体二极管的新方法

提出了一种利用正向电压下的导纳—电压(A—V)特性检测半导体二极管的非破坏性新方法，并给出了它的一般分析．利用这种方法，可以判断一个二极管有无界面层存在，并测量在不同正向电压下串联电阻、结电容、结电压、理想化因子和界面层阻抗的数值．用A—V方法研究了采用不同的欧姆接触的Ni／n—GaN肖特基二极管，观察到肖特基二极管的负电容现象，并确认是一种结的效应．研究还发现，无论缺乏n^ 层还是缺乏适当的退火都能够导致界面层的形成，界面层应被看作具有非线性电阻和电容的层状结构．     

二维V型AlP半导体及其可调直接带隙

一种新型单分子层V型结构磷化铝(V-AlP)二维半导体材料被理论预测,且通过第一性原理计算,它的稳定性和电学性质也得到详细考察. 在外加应力和电场作用下,其电子结构被有效地调控.计算结果表明它有很好的稳定性,且具有宽的直接带隙(2.6 eV).在双轴应力下,其带隙可以在(1～2.6 eV)范围内调控.在外加张力的作用下,其直接带隙可以转变成间接带隙.在不同的应力作用下, 单层 V-AlP的能带结构变化趋势明显不同,因此其表现出对外加应力的各向异性. 当外加电场从5 V·nm－1变为10 V·nm－1时,单层V-AlP的带隙可以从0 eV线性调控到2.6 eV. 研究结果表明应力和电场都可以有效地改变单层V-AlP的电子能带结构,因此这种二维V－AlP在纳米电子器件中有着广阔的应用前景.     

A generalized Norde plot for reverse biased Schottky contacts

When a metal makes intimate contact with a semiconductor material, a Schottky barrier may be created. The Schottky contact has many important applications in the integrated circuit (IC) electronics field. The parameters of such contacts can be determined from their current-voltage (I-V) characteristics. The literature contains many proposals for extracting the contact parameters using graphical methods. However, such methods are generally applicable only to contacts with a forward bias, whereas many Schottky contacts actually operate under a reverse bias. Accordingly, the present study proposed a generalized reverse current-voltage (I-V) plot which enables the series resistance, barrier height, and ideality factor of a reverse biased Schottky contact to be extracted from a single set of I-V measurements. A theoretical derivation of the proposed approach was presented and a series of validation tests were then performed. The results show that the proposed method is capable of extracting reliable estimates of the contact parameters even in the presence of experimental noise.     

A photovoltaic device structure based on internal electron emission

There has been an active search for cost-effective photovoltaic devices since the development of the first solar cells in the 1950s (refs 1-3). In conventional solid-state solar cells, electron-hole pairs are created by light absorption in a semiconductor, with charge separation and collection accomplished under the influence of electric fields within the semiconductor. Here we report a multilayer photovoltaic device structure in which photon absorption instead occurs in photoreceptors deposited on the surface of an ultrathin metal-semiconductor junction Schottky diode. Photoexcited electrons are transferred to the metal and travel ballistically to--and over--the Schottky barrier, so providing the photocurrent output. Low-energy (approximately 1 eV) electrons have surprisingly long ballistic path lengths in noble metals, allowing a large fraction of the electrons to be collected. Unlike conventional cells, the semiconductor in this device serves only for majority charge transport and separation. Devices fabricated using a fluorescein photoreceptor on an Au/TiO2/Ti multilayer structure had typical open-circuit photovoltages of 600-800 mV and short-circuit photocurrents of 10-18 micro A cm(-2) under 100 mW cm(-2) visible band illumination: the internal quantum efficiency (electrons measured per photon absorbed) was 10 per cent. This alternative approach to photovoltaic energy conversion might provide the basis for durable low-cost solar cells using a variety of materials.     

冲击电流作用下氧化锌压敏电阻极性效应分析

为了能够精确测量MOV（氧化锌压敏电阻）的静态参数,利用HAEFELY PSURGE 30.2冲击波形模块在8/20 μs冲击电流下分别对MOV样品进行正负极性冲击,测量冲击后MOV的静态参数并描绘出压敏电压的变化曲线以及小电流区的伏安特性曲线。根据MOV内部双肖特基势垒模型,结合离子迁移理论,提出了MOV在冲击电流作用后同样存在极性效应,并且在负向测量时伏安特性曲线蜕变较严重;在正负极性交替冲击下,极性效应逐渐消失,但伏安特性曲线同样存在蜕变;在不同极性冲击下的压敏电压呈先上升后下降的趋势。这为今后精确地表征MOV蜕变程度提供了新的方法。     

影响纳米锌铝复合氧化物紫外吸收性能的因素

在自制全返混液膜反应器中,采用共沉淀法,制备了粒径为30～90 nm的纳米锌铝复合氧化物.研究了Zn/Al摩尔比、锌铝复合氧化物前体的晶体结构完整性、煅烧温度及升温速率对锌铝复合氧化物紫外吸收性能的影响.结果表明,锌铝复合氧化物紫外吸收性能与其晶体结构密切相关.Zn/Al摩尔比提高、锌铝复合氧化物前体的晶体结构完整有利于增强紫外吸收性能;煅烧温度在400～600 ℃范围时,随着煅烧温度的升高锌铝复合氧化物紫外吸收性能增强,而在700～900 ℃范围时,煅烧温度升高紫外吸收性能降低;升温速率变化对锌铝复合氧化物紫外吸收性能影响不明显.     

条宽对半导体激光器理想因子测量结果的影响

利用ORCAD计算机辅助电路分析软件分别对窄条和宽条激光二极管（LD）的理想因子进行仿真.   仿真和实验结果均表明,  侧向电流扩展导致窄条LD的实测理想因子较大,  而宽条LD电流限制能力的改善导致实测理想因子较小,  且更接近于本征理想因子值.        

基于硅纳米线缺陷辅助隧穿肖特基二极管研究

介绍了铂（Pt）/p型硅纳米线（p-SiNWs）肖特基二极管的制备方法,在300~370 K温度范围内,测量了Pt/p-SiNWs肖特基二极管I-V特性.根据热发射（TE）、产生-复合（GR）,隧穿（TU）和漏电流（RL）理论模型,拟合了肖特基二极管电流传输机制,拟合结果说明Pt/p-SiNWs肖特基二极管中电流传输机制为缺陷辅助隧穿机制.此外,根据实验数据计算了肖特基二极管主要特征参数,二极管理想因子n随温度升高而减小,势垒高度Φb0随温度升高而增加,并且隧穿参数E0不随温度而变化.