p沟道Cu_2O半导体薄膜场效应晶体管的制备及Ⅳ特性研究

采用磁控溅射掩膜制备工艺,在n型Si衬底上分别制备了底栅型p沟道Cu_2O半导体薄膜场效应晶体管(TFTs).用XRD、SEM、XPS等检测分析方法对不同条件下制备的Cu_2O薄膜的晶体结构、表面形貌、化学成分进行了表征.对O_2通量、退火温度及沟道宽度等因素对半导体薄膜及器件特性的影响进行了对比研究.研究发现,O_2通量是制备Cu_2O半导体薄膜的关键因素,器件I_(DS)电流的绝对值随着栅压的绝对值的增大而增大,具有典型的p沟道增强型场效应晶体管特征.其Ⅳ特性与溅射沉积时间、沟道宽度、退火因素等有关,真空退火处理后有助于提高器件的I_(DS)的绝对值.测试表明,制备的沟道宽度为50μm的典型器件的电导率、电流开关比和阈值电压分别为0.63S/cm,1.5×10~2及-0.6V.     

溶液法制备氧化铝介质层的非晶铟锌氧化物薄膜晶体管

采用旋涂法制备了氧化铝栅介质层薄膜.通过XRD和AFM分析表征了薄膜的结晶性和表面平整性.分光光度计测试表明薄膜在可见光范围的平均透射率大于85%.采用MIM结构研究其漏电流密度,在电场强度为1MV/cm时仅为3×10-9 A/cm2,表明可以用作栅介质层.以旋涂法涂覆的a-IZO薄膜为沟道层、旋涂法涂覆的氧化铝为介质层,制备了底栅结构的氧化物薄膜晶体管.测试表明该薄膜晶体管工作在n型沟道增强型模式,器件场效应迁移率为1.4cm2/(V·s),电流开关比约为105,阈值电压为2.2V,显示出相对较好的器件性能.     

退火对氧化铟镓薄膜晶体管电学特性的影响

研究不同气氛中退火的氧化铟镓薄膜晶体管电学性能随退火温度的变化,并采用霍尔效应测试分析氧化铟镓的载流子浓度(N_c)和迁移率(μ_H)的变化规律,探讨深层次原因。结果表明:退火处理后器件的饱和区场效应迁移率μ_(sat)由1.0 cm~2·(V·s)~(-1)升高至最高12.0 cm~2·(V·s)~(-1),亚阈值摆幅由0.58 V·dec~(-1)(dec代表10倍频程)降至最低0.19 V·dec~(-1),迟滞现象减弱,但阈值电压(V_(th))负向漂移甚至导致器件无法关断;高氧气氛退火可抑制V_(th)负向漂移。此外,N_c和μ_H均随退火温度升高而升高;高氧气氛退火可抑制N_c,这可能与氧在薄膜表面吸附,从而修复氧空位有关;氧气退火能更好地修复薄膜中的缺陷。     

一种新型GaAs基无漏结隧穿场效应晶体管

针对隧穿场效应晶体管开态电流较低的问题,提出了一种新型GaAs基无漏结隧穿场效应晶体管结构,并对其性能进行了研究。在该结构中,沟道和漏区采用具有相同掺杂浓度的N型InGaAs材料,实现沟道/漏区无结化,简化了制造工艺;同时为了提高开态隧穿电流,源区采用不同于沟道的P型GaAsSb材料,实现异质源区/沟道结构。该结构能有效增大关态隧穿势垒宽度,降低泄漏电流,同时增加开态带带隧穿概率,提升开态电流,从而获得低亚阈值斜率和高开关比。仿真结果表明,在0.4V工作电压下,该新型GaAs基无漏结隧穿场效应晶体管的开态电流为3.66mA,关态电流为4.35×10~(-13) A,开关电流比高达10~(10),平均亚阈值斜率为27mV/dec,漏致势垒降低效应值为126。     

高剂量的~(40)Ar~+离子注入硅热退火行为的研究

用沟道—卢瑟福背散射技术(RBS)研宄了能量为50 KeV,剂量为3.8×10~(16)/cm~2和1.9×10~(16)/cm~2的~(40)Ar~+离子注入(111)硅衬底中的恒温等时热退火行为。结果表明,离子注入层中Ar 原子的扩散和释放以及非晶硅层的再结晶行为明显地依赖于~(40)Ar~+离子的注入剂量和退火温度。注入剂量为3.8×10~(16)/cm~2的样品,当退火温度为700℃时,表面层硅的密度明显减小,退火温度为750℃时,注入层中的大部分Ar 发生外扩散并从样品表面释放。注入剂量为1.9×10~(16)/cm~2的样品,退火过程中没有发现衬底硅表面密度的变化,而且当退火温度为900℃时,残留在注入层中的Ar 仍旧比较多。最后对这些现象进行了讨论和解释。     

氧流量对a-IWO薄膜及其薄膜晶体管电学性能的影响

本文采用射频磁控溅射方法,制备了非晶掺钨氧化铟(a-IWO)薄膜及其薄膜晶体管(TFTs),并探讨了溅射过程中氧流量对a-IWO薄膜及其TFTs性能的影响.研究发现,随着沉积过程中氧流量的增加,a-IWOTFTs器件的饱和迁移率降低,阈值电压正向偏移,说明溅射过程中氧流量的增加有效抑制了a-IWO沟道层中氧空位的产生,降低了载流子浓度.当溅射过程中氧气/氩气流量比为2∶28时,制备的TFT器件饱和迁移率为27.6cm2·V-1·s-1,阈值电压为-0.5V,电流开关比为108.     

薄层SOI场pLDMOS击穿机理研究

为了解决薄层SOI(silicon-on-insulator)场LDMOS(laterally diffused metal oxide semiconductor)击穿电压偏低,容易发生背栅穿通的问题,提出一种基于场注入技术的薄层SOI场pLDMOS(p-channel lateral double-diffused MOSFET).通过建立该场pLDMOS的穿通机制数学模型,分析了其4种击穿机理:背栅穿通、沟道横向穿通、横向雪崩击穿和纵向雪崩击穿.仿真结果表明,场注入技术穿过厚场氧层向下注入硼杂质,通过控制注入能量和体区浓度获得浅结深,从而提高器件对背栅穿通的抵抗力;优化的沟道长度和埋氧层厚度分别消除了沟道的横向穿通和纵向雪崩击穿;双层场板结构调制器件表面电场分布,避免了器件过早地横向雪崩击穿.在优化器件相关结构参数和工艺参数基础上,成功基于1.5 μm厚顶层硅SOI材料研制出耐压300 V的场pLDMOS.相比较于常规厚层场pLDMOS器件,顶层硅厚度由大于5μm减小到1.5 μm.     

硅栅N沟道MOS场效应晶体管的研制

引言 采用硅栅N沟道工艺,制造千位以上的快速大容量的MOS贮器,被认为是一个比较好的方案。 N为硅栅N沟MOS器件兼有其它工艺诸如:铝栅P沟道、硅栅P沟道、铝栅N沟道等工艺的优点。这是因为: 第一,N沟道电子迁移率比空穴大三倍多,因而同样几何的N沟道器件的跨导比P沟道大得多,另外硅栅自对准工艺,能减小寄生电容,因而硅栅N沟道器件有较快的速度。 第二,硅栅工艺有铝条,多晶硅和扩散层三层布线,提供了设计的灵活性。可以使得管芯面积大大减少,例如用硅栅工艺设计的千位存贮器的芯片面积祗有用标准铝栅工艺的一半。这对于提高集成度和成品…     

ZnTe:Ga/Si绿光光电探测器

文章以Ga/Ga_2O_3为掺杂源,通过化学气相沉积法(chemical vapor deposition,CVD)实现了ZnTe:Ga纳米线的合成,利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)仪、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)仪、透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)、光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)等表征其形貌、结构与成分,并构建了基于其的底栅场效应器件。实验结果表明,产物纳米线具有较为明显的p型半导体特性,电导率为2.55S/cm,空穴迁移率为1.33cm~2/(V·s)。经过光刻与刻蚀工艺制备了p-ZnTe:Ga与n-Si构成的p-n异质结,测试发现制备的p-n异质结具有明显的整流特性,正向开启电压约为1.2V,在±2V时整流比约为500,在-2V偏压时,器件在光的照射下光电流显著增加,响应度R为6.51×10~3 A/W,比探测率为1.41×10~(13) cm·Hz~(1/2)/W。最后,探讨了基于光电探测器异质结的工作机制,发现ZnTe:Ga纳米线在光电探测领域具有很大的应用潜力。     

槽栅槽源SOI LDMOS器件结构设计与仿真

为了提高SOI(silicon on insulator)器件的击穿电压,同时降低器件的比导通电阻,提出一种槽栅槽源SOI LDMOS(lateral double-diffused metal oxide semiconductor)器件新结构.该结构采用了槽栅和槽源,在漂移区形成了纵向导电沟道和电子积累层,使器件保持了较短的电流传导路径,同时扩展了电流在纵向的传导面积,显著降低了器件的比导通电阻.槽栅调制了漂移区电场,同时,纵向栅氧层承担了部分漏极电压,使器件击穿电压得到提高.借助2维数值仿真软件MEDICI详细分析了器件的击穿特性和导通电阻特性.仿真结果表明:在保证最高优值的条件下,该结构的击穿电压和比导通电阻与传统SOI LDMOS相比,分别提高和降低了8%和45%.