超薄Al_2O_3绝缘栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件研究

采用原子层淀积(ALD),实现超薄(3.5nm)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).新型AlGaN/GaN MOS-HEMT器件栅长0.8μm,栅宽60μm,栅压为+3.0V时最大饱和输出电流达到800mA/mm,最大跨导达到150ms/mm,与同样尺寸的AlGaN/GaNHEMT器件相比,栅泄漏电流比MES结构的HEMT降低两个数量级,开启电压保持在?5.0V.C-V测量表明Al2O3能够与AlGaN形成高质量的Al2O3/AlGaN界面.     

超薄Al2O3绝缘栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件研究

采用原子层淀积（ALD）,实现超薄（3.5nm）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）.新型AlGaN/GaN MOS-HEMT器件栅长0.8μm,栅宽60μm,栅压为＋3.0V时最大饱和输出电流达到800mA/mm,最大跨导达到150ms/mm,与同样尺寸的AlGaN/GaNHEMT器件相比,栅泄漏电流比MES结构的HEMT降低两个数量级,开启电压保持在？5.0V.C-V测量表明Al2O3能够与AlGaN形成高质量的Al2O3/AlGaN界面.     

有机场效应晶体管及其集成电路研究进展

有机场效应晶体管在低价、大面积、柔性电路中具有非常光明的应用前景，因而受到科学家们及工业界的广泛关注．近几年来，有机场效应晶体管在材料、器件性能及电路集成方面都取得了长足的进展．本文从有机场效应晶体管的材料、器件构筑、器件的工作原理、电路仿真与集成方面，简单的综述了有机场效应晶体管及其集成电路的最新研究进展．     

类石墨烯材料中电子拓扑性质的研究进展

外场调控是实现高性能多功能量子器件的有效途径。本文综述单双层石墨烯、锗烯、二硫化钼等类石墨烯材料在强自旋轨道耦合、铁磁或反铁磁场、超导近邻效应等联合竞争作用下,通过调节电场、应变场以及偏振光场等产生的新奇拓扑量子效应,包括量子自旋Hall效应、量子反常Hall效应、拓扑超导效应等,并进一步深入介绍拓扑型场效应晶体管的开发和设计。根据目前拓扑性质研究和实验进展情况判断,易规模化生产的类石墨烯材料对未来高性能低功耗量子器件走向应用而言,是非常有前景的候选材料。     

2．4-6．0GHz超宽带低噪声放大器的设计

采用标准0．5μmGaAsPHEMT工艺设计了工作频段在2．4—6GHz可应用于无线局域网（WLAN）和超宽带（UWB）接收机的超宽带低噪声放大器。从宽带电路的选择、高频电路设计的器件选择和电路结构的选择等方面讨论了如何进行超宽带低噪声放大器的设计。结果表明，通过合适的电路结构和器件参数选择，可以采用0．5μmGaAsPHEMT工艺制备满足超宽带系统要求的低噪声放大器。在UWB3．1～5．15GHz低频带内，该LNA增益20．8～21．6dB，噪声系数低于0．9～1．1dB，输入输出驻波比均小于一10dB。在2．4～3GHz频带（涵盖802．11b／g的使用范围）内，该LNA增益20．8～21．5dB，噪声系数低于2dB，输入输出驻波比均小于-10dB。在频带5．2—6GHz，该LNA的噪声系数增大到1．332dB。增益则从21．4dB下降到19．7dB。电路的工作电压为3．3V。     

一项值得重视的低压低功耗超高速集成电路技术--TFSOI技术

本文详细地分析了薄膜SOI器件的特性并指出该器件的许多特性是其固有的。这些特性使得SOI技术对于高可靠、低压、低功耗、高速系统具有极大的吸引力。同时,该技术也适用于千兆位DRAM、片上系统、以及抗辐射加固电路、微电子机械系统、模拟／混合信号电路、智能功率集成电路、便携式通讯系统、高温电子学和量子器件等。因此,SOI技术可能成为21世纪最具竞争力的半导体集成电路技术。     

正背栅SOI-MOSFET二维阈值电压解析模型

通过建立沟道区域和埋氧区域的二维泊松方程,并考虑衬底区域的掺杂和背栅偏压对器件阈值电压的影响,得到了一种正背栅全耗尽SOI-MOSFET二维阈值电压模型.根据模型计算结果,研究了衬底掺杂浓度和衬底(背栅)偏压对器件阈值电压的影响,通过与MEDICI数值模拟结果的比较表明,该模型能预计不同衬底掺杂浓度和衬底(背栅)偏压对阈值电压的影响,正确反映器件的短沟效应和背栅效应.     

微机械桥型压控振荡器

设计制作了一种由电热激励/压敏电桥拾振的二氧化硅/硅双层微桥谐振器及其闭环谐振电路实现的高Q值微机械压控振荡器. 通过调节压敏电桥的桥压, 改变桥的平均温升和轴向应变, 可调节压控振荡器的中心频率. 理论计算和实验结果表明, 输出信号的频率与桥压的平方具有良好的线性关系. 对所测试的器件, 其线性度为0.16%, 振荡频率可调节范围与振荡频率的比值为17.15%.     

纳米硅薄膜材料在场发射压力传感器研制中的应用

设计研制了一种基于量子隧道效应机制的场发射压力传感器原型器件, 用CVD技术制备了粒径为3 ~ 9 nm, 厚度为30 ~ 40 nm的纳米硅薄膜, 并同时把这种低维材料引入到传感器阴极发射尖锥的制作, 形成纳米硅薄膜为实体的发射体结构. 用HREM及TED分析了纳米硅态的显微特性, 用场发射扫描电子显微镜SEM分析了发射体及阵列的微观结构, 用HP4145B晶体管参数测试仪考察了传感器件的场发射特性. 实验结果表明, 当外加电场为5.6×10⁵ V/m时, 器件有效区域发射电流密度可达53.5 A/m².     

超导纳米线单光子探测技术进展

超导纳米线单光子探测技术自2001年出现以来,已经成为超导电子学领域的一个热点研究方向.作为一种新型的单光子探测技术,其具有探测效率高、暗计数低、时间抖动小、计数率高、响应频谱宽、电路简单等优势,综合性能在近红外波段已经明显超越传统的半导体探测技术,成为一种主流的单光子探测技术.本文从应用基础角度出发,对超导纳米线单光子探测器件的材料、器件工艺、性能、系统集成以及前沿应用等进行介绍,并对国际上该领域研究未来的发展趋势进行探讨.     

清华大学材料科学与工程系——新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室——太阳能课题组

本课题组长期致力于染料敏化太阳能电池的基础研究与电池器件的市场化推广应用。在基础研究方面，我们结合自身的学科优势特点，重点研究开发染料敏化太阳能电池各关键部件中的新型材料。在半导体光阳极方面，我们在导电基板上制备了各种一维定向的纳米金属氧化物。采用碱溶液直接水热法制备了TiO2纳米线阵列。     

清华大学材料科学与工程系 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室——太阳能课题组

本课题组长期致力于染料敏化太阳能电池的基础研究与电池器件的市场化推广应用。在基础研究方面，我们结合自身的学科优势特点，重点研究开发染料敏化太阳能电池各关键部件中的新型材料。在半导体光阳极方面，我们在导电基板上制备了各种一维定向的纳米金属氧化物。采用碱溶液直接水热法制备了TiO2纳米线阵列。     

清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室——太阳能课题组

本课题组长期致力于染料敏化太阳能电池的基础研究与电池器件的市场化推广应用。在基础研究方面，我们结合自身的学科优势特点，重点研究开发染料敏化太阳能电池各关键部件中的新型材料。在半导体光阳极方面，我们在导电基板上制备了各种一维定向的纳米金属氧化物。采用碱溶液直接水热法制备了TiO2纳米线阵列。     

清华大学材料科学与工程系：新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室——太阳能课题组

本课题组长期致力于染料敏化太阳能电池的基础研究与电池器件的市场化推广应用。在基础研究方面，我们结合自身的学科优势特点，重点研究开发染料敏化太阳能电池各关键部件中的新型材料。在半导体光阳极方面，我们在导电基板上制备了各种一维定向的纳米金属氧化物。采用碱溶液直接水热法制备了TiO2纳米线阵列。     

深亚微米SOI横向非均匀掺杂推进型栅控混合管的准二维亚阈电流模型

采用两管模型分析了新型深亚微米SOI推进型栅控混合管的工作机制，该器件有效地改善了传统MOS器件中提高速度和降低功耗之间的矛盾，并且大大提高了输出电阻.在此基础上提出了该器件的亚阈电流模型.模型中考虑了横向非均匀掺杂对体效应、短沟效应及迁移率的影响.在考虑可动电荷影响的情况下进行准二维分析，求解表面势，进而求出包括扩散分量和漂移分量的亚阈电流.模型计算结果得到良好的验证，正确反映了SOI推进型栅控混合管的电流特性.该模型同时对POCKET注入深亚微米MOSFET的电流模拟有重要参考意义.     

含两个忆阻器混沌电路的动力学分析

基于蔡氏混沌振荡电路，设计了一个含有两个忆阻器的五阶混沌电路，建立了其无量纲数学模型．利用常规的动力学分析方法，进行了该电路平衡点集的稳定性分析，得到了忆阻器初始状态所对应的稳定的和不稳定的区域分布，并研讨了该电路依赖于电路参数与忆阻器初始状态的复杂动力学行为．理论分析和数值仿真结果表明，本文设计的忆阻混沌电路具有一个位于忆阻器内部状态变量所构成平面上的平衡点集，平衡点集的稳定性取决于电路参数与两个忆阻器的初始状态，由此产生了状态转移和瞬态超混沌等非线性动力学现象．     

基于0．18μmCMOS工艺的功率放大器设计

本文在系统分析功率放大器的结构、设计原理、性能指标的基础上，根据功率放大器的应用背景，选择A类放大器进行设计。设计时综合多种因素，合理选用共源共栅结构和共源结构的三阶差分放大电路，进行增益和输出功率分配．然后应用ADS软件进行设计、优化和仿真.仿真结果表明，设计的功率放大器在其工作频率范围绝对稳定，实现了很好的输入输出匹配，具有较好的线性度和隔离度，最终的仿真结果满足802．11a标准。采用TSMC0．18μmCMOS工艺元件库，应用Cadence软件画出功率放大器电路的版图。     

基于0．18μmCMOS工艺的混频器设计

本文选择Gilbert单元结构混频器设计电路，并进行噪声分析，引入改进的电流注入结构。应用ADS软件对此电路进行设计、优化与仿真，仿真结果表明：设计的混频器各项性能指标均达到设计要求。将设计仿真完毕的Gilbert单元结构混频器电路，采用TSMC0．18μmCMOS工艺元件库，应用Cadence软件画出电路的版图。该工作对射频集成电路设计有一定的参考价值。     

增强型AIGaN／GaN槽栅HEMT研制与特性分析

成功研制出蓝宝石衬底的槽栅增强型A1GaN／GaN HEMT．栅长1μm，源漏间距4μm，槽深10nm的器件在1．5V栅压下饱和电流达到233mA/mm，最大跨导210mS／mm，阈值电压为0．12V，器件在500℃N2气氛中5min退火后阈值电压提高到0．53V．深入研究发现，当器件槽深15nm时，相比槽深10nm器件饱和电流和跨导有所减小，但阈值电压从0．12V提高到0．47V．利用不同刻蚀深度A1GaN／GaN异质结的C-V特性，深入研究了阈值电压、栅控能力与刻蚀深度的关系．     

SONOS自持半导体存储器:记忆时间可靠性与低编程电压

降低编程电压，同时仍保持十年的数据记忆时间，一直是多晶硅－氧化硅－硅（SONOS）研究人员面临的一个巨大挑战。本文介绍SONOS可自持存储器器件设计和降低编程电压方面的进展，硅－氧化硅界面态的退化损害SONOS自持半导体存储器记忆时间和长期可靠性。首次应用在SONOS器件制作工艺上的双步高温氘退火技术，与传统的氢退火相比，显著提高了器件的耐久性能和记忆时间可靠性。我们研制成功－9伏／＋10伏（1毫秒）可编程SONOS存储器，在摄氏85度，一千万个擦除／写入操作后，仍能确保十年的记忆时间，本文介绍编程电压降低方面的设计考虑，制作工艺的优化，描述实验过程和SONOS器件的测试，以及用于SONOS自持存储器动态性能测试的基于可编程门阵列的测量系统。