多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型

提出一个多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型.该模型同时考虑了晶体管沟道内晶粒的数目、载流子在晶粒与晶粒间界处不同的输运特性和栅致迁移率降低效应,适应于从小晶粒到大晶粒线性区的多晶硅薄膜晶体管.研究表明:当晶粒尺寸Lg0.4μm时,其有效迁移率主要由晶粒间界控制;降低晶粒间界陷阱态密度可提高有效迁移率;减小栅氧化层厚度可增强栅压对有效迁移率的控制作用;高栅压时出现明显的有效迁移率退化效应.     

多晶硅薄膜电学输运理论的研究进展

多晶硅薄膜已广泛应用于平板显示、微机电系统和集成电路等领域,在太阳电池和平板系统领域也有着巨大的应用前景。由于多晶硅薄膜存在晶界,晶界内的晶体缺陷和悬挂键会向带隙中引入界面态,界面态一方面会束缚载流子并形成势垒阻碍载流子的传输,另一方面会作为有效复合中心加重载流子的复合,因此,多晶硅薄膜上制备的器件的性能要低于与之对应的单晶硅薄膜器件的性能。为了从理论上阐明暗场和光照条件下多晶硅薄膜的电学性质,人们已发展了各种理论模型。此外,为了确定晶界界面态在带隙中的分布,人们已发展出分析法和计算机模拟两种方法。本文将简要概述人们在多晶硅薄膜电学输运理论和晶界界面态分布确定方法等方面的主要研究进展,以期对从事多晶硅薄膜或多晶半导体输运性质研究的科研工作者有所参考和启发。     

汽相淀积多晶硅薄膜结构和性质的研究

多晶硅薄膜的制备采用硅烷(SiH_4)热分解化学汽相淀积法。利用透射电子显微镜、扫描电子显微镜和红外光谱仪等手段对膜的微结构进行了研究。我们发观膜的结构特性强烈地依赖于淀积条件,实验结果指出:假如在整个淀积过程的最初阶段采用“低温成核”,就不难获得适合于硅栅MOS集成电路的优质多晶硅膜。当低温成核温度为650℃～700℃,并控制一定的淀积条件,所制得的膜是光亮和均匀的,其晶粒大小约为300～500埃。文中对“低温成核”的机理及多晶薄膜的生长模型也进行了讨论。此外,对多晶膜的光学、电学和介电等性质进行了测量,对多晶硅由于晶粒间界的存在而引起的一系利与单晶硅不同的性质进行了计算和分析,从而为器件设计提供某些有用的理论数据。     

利用高斯分布模型研究多晶硅晶硅界电学特性

研究了多晶硅晶界的载流子输运过程和导电机制，建立了新的晶界结构模型和晶界势垒分布模型.将晶界区域及其势垒的变化视为高斯分布，利用这个模型，给出了改善的电流-电压特性方程，并用这个关系式来解释多晶硅的电学特性.数值计算表明，多硅电阻率随势垒高度的增加而基本呈线性增加.另外，电阻率ρ随掺杂浓度的增加而减小，当掺杂剂浓度约为1×1019cm-3，ρ和ρgb下降最快.且在晶粒尺寸为102nm范围内晶界的电阻率比晶粒的电阻率约大2～3个数量级.分析结果表明，晶界是高电阻区，晶界的这种精细分布描述，有助于进一步理解多晶硅的晶界特性，从而提高多晶硅太阳电池的光电转换效率.     

多晶硅薄膜晶体管晶粒间界的微观带隙能态及电学模型的研究进展

随着多晶硅薄膜晶体管技术的不断提高,其应用也日益广泛,特别是在有源液晶显示器,以及新一代有机发光显示器件等领域的应用极为迅速.对多晶硅薄膜晶体管的电学特性进行完整表征和模型研究,必须建立在准确的晶界带隙能态分布信息的基础上.本研究全面分析了多晶硅材料中晶界带隙能态分布的研究现状及数学模型,这是多晶硅薄膜晶体管建模的基础...     

多晶硅发射极晶体管的数值分析及模拟

通过对多晶硅发射极晶体管（ＰＥＴ）的多晶硅及界面层导电特性的分析， 得到单晶发射区边界上电流密度与少子浓度之间的关系式，并以此为自洽的 边界条件，在单晶区数值求解一组描述晶体管电学特性的微分方程，得到晶 体管内部电势分布和载流子分布以及ＰＥＴ的端电流特性．     

2013-26 科技期刊亮点

提出新并五苯单晶生长方法国家纳米科学中心江潮通过实验和理论模型系统研究了并五苯有机小分子薄膜初始生长层形貌结构对有机薄膜晶体管器件电学性能的影响。研究人员提出单层薄膜二维晶粒边界模型,揭示了初始生长层晶粒大小对晶体管器件载流子迁移率及栅极偏压下阈值电压移动量的影响。同时,通过理论拟合计算得出有机晶体管器件结构在现有实验条件     

SOI高压器件热载流子退化研究

提出一种可以表征STI型LDMOS器件各个区域界面陷阱密度分布的测试方法——MR-DCIV,利用该方法得到包括LDMOS器件的沟道区、积累区和漂移区在内的LDMOS器件界面陷阱密度在多种热载流子应力条件下的产生退化规律。针对界面陷阱的位置对LDMOS器件电学特性的影响进行分析,结果显示,在最大衬底电流应力模式下,产生的导通电阻退化最为严重,从而揭示不同于传统MOSFET器件导致LDMOS器件热载流子退化的机理。     

金属栅功函数优化及其后栅工艺对32nm器件性能的模拟研究

本文基于Synopsys SWB仿真平台,研究了高k介质金属栅器件中栅功函数变化在N/PMOSFET器件的影响,模拟和分析了金属栅功函数在Lgate=32nm N/PMOSFET器件工作特性提高中的最佳优化方向及其机理。研究结果表明, 栅极功函数对N/PMOS器件工作电流Idsat的影响并非简单的单调变化,而是呈现类似钟型分布的特性,存在最佳工作点; 同时金属功函数的优化对于器件短沟道效应SCE和关断漏电流的抑制有着显著地影响;此外通过模拟金属栅替代多晶硅栅的应力模拟表明,在去除多晶硅栅到在沉积金属栅的过程中,会对器件沟道区产生明显的应力作用,从而极大提高器件的工作电流特性。因而,采用优化的金属栅代替多晶硅栅结合High-k材料可以有力推动CMOS器件继续沿着摩尔定律向更小器件尺寸的发展     

电子束辐照对多晶硅太阳能电池电学性能的影响

运用电子束对多晶硅太阳能电池样品按不同剂量进行了分组辐照试验,对辐照前后的太阳能电池片样品的主要电学参数进行了测试;并根据晶体硅太阳能电池电学参数特性对测试结果做了对比分析,得出了电子束辐照后其各主要电学参数的增加或衰减程度。同时,结合多晶硅太阳能电池主要电学参数的理论分析,研究了电子束辐照对太阳能电池样品宏观电学参数的影响,揭示了电子束辐照下多晶硅太阳能电池电学性能退化的原因。     

铈和磷对锰钢脆性的影响

利用冲击试验，扫描电镜，透射电镜，俄歇谱仪等方法，研究了铈和磷对含锰钢脆性转化温度的影响。结果表明，磷在奥氏体晶界偏聚提高了含锰钢脆性转化温度，加入铈可减轻磷的偏聚程度，从而降低了脆性转化温度。     

角分布俄歇显微术──俄歇电子能谱的新进展

综述了俄歇电子能谱的新进展──角分布俄歇显微术。测量和展示俄歇电子的全角分布可给出浅表面原子的影象,借此可对样品表面原子、分子结构进行表征。理论认为这种原子形象是浅表面原子受较深层原子发射俄歇电子映照而成的,以Ｐｔ、Ｉ２为例,用相应理论教学模式模拟,所得结果和实验结果极相符合。角分布俄歇显微术在实践和理论上将俄歇电子能谱向前推进了一步。     

基于PCD刀具与硬质合金刀具的硅铝合金高速切削性能研究

针对硅铝合金切削过程中极易产生粘刀并形成积屑瘤,采用正交试验法,以PCD刀具和硬质合金刀具对硅铝合金材料进行高速切削试验,并通过极差分析法分别得到这两种刀具切削硅铝合金时切削参数的最优组合;同时根据每次试验的加工表面粗糙度值和加工表面形貌特征,为了获得更好的表面加工质量,硅铝合金材料的切削加工宜采用PCD刀具。     

海泡石的化学成分研究

本文通过两种不同成因海泡石化学成分特征的研究发现，热液型海泡石和沉积型海泡石的化学组成有较大差异，热液型纤维状海泡石ＭｇＯ、ＳｉＯ２含量高，Ａｌ２Ｏ３含量低，为富镁海泡石；沉积型粘土状海泡石ＭｇＯ、ＳｉＯ２含量低，Ａｌ２Ｏ３含量高，为富铝海泡石。而且，两种不同成因的海泡石结晶形态的差异与其化学组成密切相关；热液型海泡石Ｍｇ２＋、Ｓｉ４＋高，Ａｌ３＋低，接近理想值，易结晶形成长纤维状；而沉型积海泡石Ｍｇ２＋、Ｓｉ４＋较低，Ａｌ３＋高，结晶颗粒细小，为粘土状，但在电镜下观察仍呈纤维状。     

AES与计算机模拟技术研究Ce-P晶界共偏聚

用俄歇能谱分析(AES),结合计算机模拟技术研究稀土元素Ce与杂质元素P在铁中的晶界共偏聚规律。实验结果表明,在P含量较低的情况下,Ce有抑制P晶界偏聚的作用,而当P含量较高时,Ce却有促进P晶界偏聚的作用。计算机模拟结果表明,当晶界上P的偏聚量不同时,Ce原子与P原子在晶界形成的偏聚结构不同。Ce对P在晶界偏聚作用的改变主要是因为晶界偏聚的P浓度不同使Ce与P晶界共偏聚所形成的最低能量结构改变。     

微量硼对微量硫引起的纯铁高温脆性断裂的影响

硫引起的高温脆性断裂是制约钢铁材料生产和使用的核心问题之一,针对此问题,利用高温拉伸试验和SEM断口观察研究了微量硼对含微量硫(质量分数为0.006%)的纯铁高温塑性及断裂方式的影响,在利用扫描俄歇电子谱仪对界面偏析定量分析的基础上,讨论了微量硼影响的原因.结果表明,微量硼的添加能明显提高含微量硫的纯铁的高温塑性,抑制硫界面偏析造成的高温脆性断裂.微量硼的这种影响是由于硼沿界面偏析,显著降低硫的界面偏析倾向,抑制硫界面偏析引起的高温沿晶孔洞形成.     

微量镓对磷在晶界偏聚的影响研究

本文采用系列冲击试验,显微断口形貌和显微组织形貌观察,结合俄歇谱断口成分分析,研究了微量镓对中碳钢内磷在晶界偏聚的影响及其对钢的冲击性能的影响。试验结果表明,微量镓(含量在万分之几以上时)能够一定程度地阻止磷在晶界偏聚,(改变马氏体的形态)延缓回火过程;使得中碳钢不出现低温回火脆性,且具有较低的冷脆转折温度。     

间接挤压铸造工艺参数对铝合金中Si偏析的影响

研究间接挤压铸造工艺条件下,浇注温度、挤压压力、挤压速度、冷却速度及参数间的交互作用对6066铝合金中Si元素的偏析影响规律. 以凝固后零件热节位置硅的质量分数与合金初始硅的质量分数的差值定量表征偏析程度,采用考虑一级交互作用的四因素两水平正交设计,研究间接挤压条件下硅的偏析现象. 结果发现:浇注温度、挤压压力、挤压速度和冷却速度对硅偏析都有影响,其中浇注温度是影响最显著的因素. 随着浇注温度的升高,铝合金中Si偏析程度减小. 挤压压力和挤压速度对硅偏析的影响次之,但两者的影响趋势相反;模具冷却能力的影响程度与挤压压力和挤压速度的交互作用的影响程度相似,铜模套(高冷速)比钢模套(低冷速)的硅偏析程度要轻. 间接挤压铸造条件下,工件热节位置可以出现硅的负偏析.     

膜厚与硅含量对硅基铜膜的电导率和残余应力的影响

与铝相比铜膜具有电导率高,抗电迁移能力大而代替铝膜作为集成电路的内连线和地线,其残余应力和电导率是两个重要的参数．本文对硅片上铜膜的残余应力和电导率进行了研究．结果表明,膜中的残余应力随膜厚的增加而增加;硅含量越多,残余应力越小;电导率随膜厚的增加而增加直到趋于最大值;硅含量越大,其导电率越小．     

晶硅太阳能电池片弯曲研究进展

本文在介绍铝背场形成过程以及铝背场结构的基础上,阐述了丝网印刷晶硅太阳电池弯曲度产生的原因,介绍了目前国内外解决晶硅太阳电池弯曲的几种方法,最后提出改变浆料成分是解决弯曲的最佳方法。