高性能非平面沟道场效应晶体管

半导体器件的高速化、集成化要求其特征尺寸不断缩小,不可避免地导致短沟道效应,从而使得器件性能退化。提出了一种非平面沟道晶体管,利用二维半导体器件仿真软件SILVACO对其阈值电压退化、亚阈值特性和衬底电流进行了研究,并通过能带图、电势分布图和电场分布图探讨了其物理机理。研究表明非平面沟道晶体管可以很好地抑制阈值电压退化,改善器件的亚阈值特性,降低漏电流和衬底电流,提高击穿电压,从而抑制短沟道效应,提高器件的可靠性。     

硅双栅MOS场效应晶体管的噪声特性

本文是对双栅MOS场效应晶体管(简写为DG—MOSFET'S)噪声特性的研究。其方法是把噪声源(噪声电压源、噪声电流源)并入DG—MOSFET'S的等效电路中,把DG—MOSFET'S视为无噪声器件。这样可以通过共源和共栅结构的等效电路详细的推导出DG—MOSFET'S的噪声系数。从而得出提高频率特性和降低噪声系数的方向及具体工艺措施。     

绝缘体上硅场效应晶体管热导率尺度效应模型

针对硅微纳米薄膜热导率存在严重尺度效应的问题,提出一种等效边界散射自由程近似的全耗尽绝缘体上硅(FD SOI)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)硅薄膜热导率尺度效应模型。探讨硅材料内声子散射机理,量化考虑束缚态与自由态电子影响的声子弛豫时间,推导得到硅材料热导率解析模型;深入研究声子边界散射机制,近似求解衡量尺度效应的衰减因子,获取等效声子边界散射平均自由程;考虑由粗糙度引起的界面效应,利用Matthiessen规则将硅材料内声子散射与声子边界散射等过程进行耦合,建立起适用于纳米FD SOI MOSFET硅薄膜热导率解析模型,并利用Asheghi原始模型与实验测试数据对等效边界散射自由程近似热导率模型进行了验证。模型计算结果表明,硅薄膜内声子边界散射等效平均自由程约为薄膜厚度的2.5倍。声子边界散射在微尺度与纳尺度声子热传输过程中占据主导地位,决定了硅薄膜内声子超快热传输特性。采用等效边界散射自由程近似的热导率模型能够与Asheghi模型及实验测试数据较好地吻合,更加凸显衰减因子的物理意义以及有效地揭示纳米器件有限空间热导率的尺度效应。     

碳纳米管场效应晶体管:现状和未来

硅基互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)场效应晶体管工艺已经发展到了14 nm技术节点,预计将很快到达其极限,需要寻找新的信息器件来延续摩尔定律.由于具备超小尺寸、高迁移率等显著优点,碳纳米管被认为是后摩尔时代最有潜力替代硅作为晶体管沟道的纳米材料之一.经过近20年的研究,基于碳纳米管场效应晶体管的技术已经取得了巨大的进步.本文将回顾碳纳米管场效应晶体管领域的关键性技术,包括N型欧姆接触实现、"无掺杂"CMOS技术、自对准顶栅结构以及尺寸缩减技术等.而且我们将分析碳纳米管晶体管在大规模材料制备以及碳管和电极接触方面存在的问题,并提出可能的解决方案.在此基础上,通过分析实验数据和模拟结果,对碳纳米管电子学的未来发展做出预测和展望,结果表明碳纳米管晶体管的潜力巨大,通过对材料和器件结构进行合理优化,碳纳米管晶体管在性能上可能远远超过硅基半导体对应技术节点的晶体管,成为后摩尔时代极其具有竞争力的信息器件.     

VDMOS场效应晶体管结构设计

本文介绍了VDMOS场效应晶体管结构设计中一般需要考虑的问题,着重叙述了元胞和终端结构设计。实际设计了耐压200V,电流17A,导通电阻0.18Ω的VDMOS产品,试制结果说明设计是可行的。     

硅双栅MOS场效应晶体管的频率和增益特性

本文是通过硅双栅MOS场效应晶体管(简写为DG-MOSFET'S)的等效电路,系统的推导出DG-MOSFET'S的最高工作频率和增益与结构和工艺参数的定量关系式,指出提高频率和增益的具体办法。并充分说明DG-MOSFET'S比硅单栅MOS场效应晶体管(简写为SG-MOSFET'S)的性能更为优越,而应用更加广泛。     

硅双栅MOS场效应晶体管的模型和实验特性

硅双栅MOS场效应晶体管或称MOS场效应四级管(简写为DG—MOSFET′S),是一种超高频、低噪声、增益可控的新型固体电子器件。本文是根据电流连续性原理系统的推证了该器件的物理模型及实验特性。其结果通过电子计算机所计算出的工作曲线与实测都基本与Brown和Barsan等人的一致。故本文认为这是一种比单栅MOS场效应晶体管(简写为SG—MOSFET′S)性能好,应用更加广泛的MOSFET器件。     

场效应晶体管的非线性与交扰调制

本文对场效应晶体管工作在低频和高频时的交扰调制在理论和实验两方面进行了研究。研究表明目前的大信号模型对于预示场效应晶体管的交扰调制都是不适宜的。本文指出,交扰调制的特性能够通过场效应晶样管所测得的低频特性,用冪级数近似表示法精确地预示出来。典型的场效应晶体管的交扰调制当频率约为100兆赫以下时,实质上是与频率无关的。本文提出了场效应晶体管的大信号模型,以便在非常高的频率工作时预示交扰调制及其有关现象。基于这一模型的交扰计算机预示与实验测量的结果完全一致。     

石墨烯场效应晶体管电子识别葡萄糖

以铜箔为衬底,采用化学气相沉积的方法制备大面积单层石墨烯薄膜并制备相应的石墨烯场效应晶体管,过氧化氢电子识别研究表明,石墨烯场效应晶体管的电性能对由过氧化氢产生的外来干扰非常灵敏。利用末端带有吡啶环功能基团的葡萄糖氧化酶对石墨烯场效应晶体管进行表面改性后,葡萄糖电子识别结果表明其器件对葡萄糖有非常灵敏的电子识别性能,其检测下限小于0.1 mM,且具有生物传感器响应快、稳定性好的特点。     

双层氧化硅(富硅氧化硅和热氧化硅)栅氧化层MOS场效应晶体管的研制

本文报导全部应用常规工艺制造出45埃热氧化硅和200埃富硅氧化硅的双层栅氧化层MOS场效应晶体管。作者首次描述利用常规光刻技术,用BOE腐蚀液刻蚀双层氧化硅层。     

氯离子敏感场效应晶体管电极的研制

本文采用两个场效应管并联的芯片,在其中一个的栅区以聚酰亚胺膜作为参比膜,另一个的栅区以氯化银膜作为氯离子敏感膜,制成氯离子敏感场效应晶体管(Cl~--ISFET)。采用差分测试法对氯离子进行测试,其线性响应范围是1.0～1.0×10~(-5)mol·L~(-1),响应时间小于5秒,24小时漂移小于1mv/hr,连续使用寿命75天。     

双栅场效应晶体管宽带电调放大器

本文介绍一种单级双栅场效应晶体管电调放大器,电调范围为970～1470MHz,3dB调谐带宽<90MHz,噪声系数<2.5dB,增益≥10dB。将它运用到卫星直播电视接收机的第二混频器输入瑞,可提高抑制镜象干扰能力约20dB。     

葡萄糖离子敏场效应晶体管生物传感器

介绍以离子敏场效应晶体管(ISFET)和葡萄糖氧化酶膜组成的生物传感器的研制。根据实验结果,讨论了传感器的工作特性,利用此生物传感器检测葡萄糖溶液的浓度范围、响应时间及温度效应等工作曲线。     

碳纳米管薄膜场效应晶体管的初步研究

硅电子器件是微电子科技中最重要的一类器件,它对二十世纪的科技发展起了重要的影响。但是小型化,高速,低能耗和散热的问题,使硅器件越来越难满足发展的需求。碳以很多形式出现,如金刚石,石墨,富勒烯和纳米管,无定型碳等。和氢结合以后,可以得到一系列的有机物。碳基材料范围很广,包括小分子和聚合物,它们包括绝缘体,半导性能和导电聚合物,具有开关性能,具有超导性能和磁性能等。将来碳基电子将有可能取代硅电子器件。固态碳有两种成键方式,sp3和sp2成键形式。在它的sp2成键形式中,如富勒烯和石墨,碳是半导体性能的。富勒烯的衍生物如C60和C70已经被用于制备有机薄膜晶体管。石墨本身尽管在电子器件中没有很多的应用,但是如果它按一定角度卷成管状——纳米碳管。碳纳米管具有独特的电学和力学性能,自1991年被发现以来,立即引起了各国科学家的广泛兴趣,其研究热情有增无减。由碳纳米管制备纳米电子器件,这可能是集碳纳米管各种物理化学性能于一体的,实现其巨大潜能的终极目标。     

场效应晶体管的数值计算仿真教学方法

场效应管的教学内容是模拟电子技术课程的重要内容,大部分学生在理解这一部分内容时都存在着困难。本文针对场效应管的教学手段方法进行探讨;提出采用数值计算仿真方法加深学生对场效应管导电沟道呈现楔形分布、出现夹断点概念的理解。从而使学生深入了解场效应管的工作原理。     

VMOS功率场效应晶体管的制造工艺

VMOS功率场效应晶体管有两种结构，一种是VVMOS功率场效应晶体管，另一种是VDMOS功率场效应晶体管。VVMOS结构是美国雷达半导体公司在1975年首先提出的。这种结构是在n＋衬底上的n-外延层上，先后进行P型区和n＋型区两次选择扩散，然后利用硅的各向异性刻硅技术，刻注出v型槽。槽的深度由槽的开口宽度决定，槽壁与硅片平面成54．70角。沟道长度由扩散的深度差决定，在1～2um之间。漏极从芯片的背面引出。由于这种结构是利用V形槽实现垂直导电的，故称为VVMOS结构。     

低电压并五苯薄膜场效应晶体管

利用全蒸镀法, 以并五苯作为有源层, 聚甲基丙烯酸甲 酯（PMMA）作为绝缘层, 制备了全有机薄膜场效应晶体管（TFT）. 测试结果表明, 器件具有较低的工作电压和较高的场效应迁移率. 对工作机理进行了探讨.     

面结合场效应晶体管直接替换真空管

本文介绍把高压面结合型场效应晶体管装成真空管形式,直接插入原有设备的真空管管座里以代替原有的真空管,而原电路基本上无需更动。美国已在电话线路中进行了八个月的实际试用。本文概述了场效应管在特性上与真空管的相似之处,并认为在许多方向比真空管更为优越。可以在一个管壳内用一个场效应管,也可以用两个场效应管接成级联电路,再附加RC网络组成混合式集成电路,而在放大器、振荡器、低频和高频电路中直接替换许多种真空管。日本杂志对此也已有报导。看来这对于充分利用原有设备而又发挥晶体管的优越性具有一定的实用意义。这种管子称为“菲特隆”,即Fetron,此字前三个字母为场效应管三个英文字的第一个字母,后面四个字母是常用于真空管名称的字尾,而第三字母正好前后合用。     

MOS场效应晶体管的速度饱和模型

由于裁流子速度饱和效应,MOS场效应晶体管在大电流范围内的转移特性明显地偏离平方律关系而趋近于线性。本文提出的模型给出了这一现象的数学解,由此导出的电特性与实验结果符合得较好。