硅雪崩击穿冷微阴极的电子发射特性

制成高电子发射效率的稳定可靠的冷阴极是使真空微电子器件得以实现的关键。本文报导了硅超浅PN结雪崩击穿式冷阴极的结构和工作原理以及电子发射的测试结果。器件结构和工作原理冷阴极的基本结构如图1所示,图1中中心P~+N~(++)区是电子发射有源区。N~+环区为接触区。P~+和N~(++)区分别由硼和砷离子注入形成。硼注入条件为25KeV,1.5 E13cm~(-2)+60 KeV,1.5 E13cm~(-2)。硅片在B~+注入后放入900℃氮气中退火1小时,使硼离子得到有效激活。砷注入条件为10～12.5 KeV,5E14cm~(-2) ,注入后经1150℃、15秒快速热退火以使As离子得到有效激活而尽量减少杂质分布的变化。由此形成的N~(++)P~+结的结深约为300A。外加电压V_R通过N~+接触区和硅片底部加到N~(++)P~+结上。此外加电压极性使N~(++)P~+结反偏。当反偏电压V_R使N~(++)P~+结工作在雪崩击穿区时,     

P^＋掺杂浓度分布对硅半导体器件正向特性的影响

为提高硅半导体器件的正向导电特性,文中对器件浓硼扩散、磷扩散和烧结铝电极后P~+-P区掺杂浓度分布、少子寿命等因素的影响进行了实验研究.结果表明:对于烧铝电极器件浓硼扩散改善压降作用主要取决于能否提高器件的少子寿命;磷扩散工艺不当,引起结片阳极面反型,会造成正向压降过高而导致废品;采用烧结铝电极工艺形成的器件,铝硅接触处半导体表面浓度约为10~(18)个/cm~3,与原始表面浓度无明显关系;用P~+取代P~+-P区对降低压降明显有效.对以上实验结果,作者应用P—N结正向导电理论进行了分析和研讨.     

MeV P^＋／Si^＋共注入SI—GaAs制备高品质n^＋埋层

采用不同注量和注入顺序的MeV能量的P~+(3MeV,1×10~(14)～3×10~(14)cm~(-2))与MeV能量的Si~+(3MeV,1×10~(14)cm~(-2))共注入于SI-LEC GaAs晶体中。对不同退火条件的共注入样品的有源层电特性、载流子浓度分布、晶格的损伤和恢复状况以及剩余缺陷等进行了分析。研究表明,较大注量的P~+与Si~+共注入,可以降低注区薄层电阻,有效地提高MeV Si~+的激活效率,改善有源层迁移率,得到高品质的n~+埋层。共注入样品的HALL迁移率大于2400cm~2/(V·s),激活率可达95％以上。     

a-Si:H/a-Si_(1-x)C_x:H pin型发光器件的研制

晶态 Ga·P·As 化合物发光二极管已广泛用于电子工业,但成本较高,最近我们已用廉价的非晶态材料研制出一种新的 P~+μc-Si∶H/pn~-in/a-Si_(1-x)C_x∶H/n~+μc-Si∶H 多层结构电注入发光器件,在室温下用肉眼直接观察到了蓝白色的电注入发光(EL),     

硫离子注入制备N.GaAs薄层

本文讨论了用S~ 注入掺铬的半绝缘GaAs衬底以制备N—GaAs薄层。目的是代替微波低噪声砷化镓肖特基势垒场效应管(SBFET)所需要的GaAs薄外延层。注入条件:能量100Kev,剂量1.5×10~(13)/cm~2,退火温度为825℃,退火时间15分钟。已经做出0.2～0.3μm厚的N型薄层,平均载流子浓度为5×10~(16)～1×10~(17)/cm~3。。载流子迁移率在2600～3400cm~2/V.S的范围。薄层厚度和载流子浓度的均匀性是好的。采用双注入即注入S~ 之后,再注入P~ 可以改善注入层的电特性。利用S~ 注入制备的N—GaAs薄层,已制出SBFET,其跨导和夹断电压可与气相外延薄层制备的SBFET相比拟。     

无磁场冷阴极电离真空规

冷阴极电离真空规是一种应用得极为广泛的高真空量具,但目前已有的各种设计(Penning式或Redhead式)都必须附有一个较强的磁场,因而在使用上带来很多不便。本文提出一种新型的、不同于现有结构的无磁场冷阴极电离真空规。它的工作原理可简述如下:规管内装有二块平行板电极,并加以高频电场。这种电极受到任何来源的电子轰击时将产生次级电子,而在电极发射的次极电子满足下列两个条件时: (1)谐振条件——电子渡越两平行平板电极的时间为高频电场半周期的奇数倍; (2)能量条件——电子在高频电场的作用下轰击电极表面的能量达到使此材料的次级电子发射系数大于1,就能引起放电。在放电过程中单位时间内形成的正离子数是和这空间气体分子的密度有关的,因此测量正离子流就可以指示相应的气体压强。本文叙述了新型规管的详细结构、作用和工艺,以及全部电源供给和测量电路。还讨论了规管各电极的电参量特性以及如何选择适宜的工作点。对于我们给定的规管结构和电参数所是的校准曲线在压强为10(-3)～10(-6)乇范围内具有很好的线性。这种新型的设计具有一般冷阴极电离真空现的全部优点,此外还无需磁场和高压电源。实验还证明它的放电触发时间仅为数十微秒。     

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.     

Xe^＋离子注入聚合物Q膜的拉曼光谱研究

分析了Xe~+离子注入聚合物Q膜的拉曼光谱,对原始Q膜的拉曼谱线进行了指定.实验结果表明,随离子注入量的增加,其分子结构的特征谱线逐渐消失,当注入剂量达1×10~(17)Xe~+/cm~2时,注入层中原始膜的全部谱线消失,只在～1550cm~(-1)处出现宽的拉曼峰,说明注入层的分子结构遭到破坏,出现类似非晶碳的结构,注入层的电导率增加与其结构变化密切相关.     

金刚石薄膜的强流脉冲发射特性

采用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)技术以不同气源在优化的工艺条件下制备不同类型的金刚石薄膜作为强流脉冲电子发射阴极材料,用SEM、AFM、FTIR和Raman光谱分析不同金刚石薄膜的组成结构,用2 MeV直线感应型强流电子注入器平台检测强流脉冲发射特性.结果表明,不同类型的金刚石薄膜均具有较强的脉冲电子发射能力,发射电流密度均可达70 A/cm2以上;各膜材的发射电流密度和稳定性相差很大,相对而言,以Ar+CO2+GH4+B2H6制备的掺B微米金刚石薄膜能获得的初始电流最大,达到115 A/cm2,其多次脉冲发射稳定性也较好,波动范围在33%以内,且能保证发射电流密度均在84 A/cm2以上,是有希望的强流多脉冲电子发射阴极候选材料.     

具2+δ阶矩的一类时变MAX(q)序列的样本均值的极限分布

本文继续作者在文献[1]中的工作,证明具2+δ(0<δ<1)阶原点矩的时变 MAX(q)序列{x_n)的样本均值 N~(1/2)(_N-E_N)渐近正态分布 N(0,ν_2-ν_2-(2q+1)μ~2),其中μ_1=Ex_1,ν_2=E(x_1+x_2+…+x_(q+1))~2,ν_2=E(x_1+x_2+…+x_q)~2,从而,减弱了文献[1]中要求{x_n}具有限三阶原点的限制条件.但其论证方法与文献[1]不相同.     

基于CBP掺杂DPIHQZn的有机电致黄光器件

采用锌金属配合物DPIHQZn((E)-2-(4-(4,5-diphenyl-1H-imidazol-2-yl)styryl)quinolin-Zinc),将其掺杂到CBP中作为黄光发射层,制备了黄色有机电致发光器件(OLED),器件结构:ITO/2T-NATA(20 nm)/CBP:x wt.%DPIHQZn(30 nm)/Alq3(40 nm)/LiF(0.5 nm)/Al,研究了4种不同掺杂浓度(x=5,10,15,20)对黄光器件性能的影响,利用黄光发射层中主体材料与客体材料之间能量转移特性,得到了性能较好的有机电致黄光器件.在相同条件下,当掺杂浓度为15%时,其性能在4组器件中达到最佳,在驱动电压为14 V时呈黄光发射,器件最大亮度达到4 261 cd/m2,最大电流效率为0.84 cd/A,器件的色坐标稳定.     

双钙钛矿Cs2NaInF6:Mn4+荧光材料的发光性质与LED应用研究

高效红光材料开发是制备温暖照明光源的关键一环.利用氟化物较低的声子能量和较弱的电子声子耦合效应,设计了一种Mn⁴⁺激活的双钙钛矿Cs₂NaInF₆红光材料,对材料的晶格结构、元素组成、表面形貌、能带结构、格位占据情况、激发和发射光谱、量子效率和荧光寿命进行了系统的表征和研究.结果表明,材料在紫外和蓝光区的激发带较宽,在红光区的发射峰半峰宽较窄,且掺杂粒子数分数为0.27%的样品具有最强的荧光发射和最高的量子效率(69%),其荧光寿命为5.65 ms.基于“红-黄-蓝”三色组合的白光LED器件具有较高的显色指数(93.0)和较低的色温(2 914 K),表明了其在暖白光LED器件上的潜在应用价值.     

透镜顶焦度的电子测量系统

描述一种透镜顶焦度的电子测量系统的结构、原理及其数据采集与处理.设计的测量系统主要由测量用准直光源、投影光学系统、图像数据采集和分析系统等组成.在该设计中,取消了复杂的光学器件及机械结构,代之以CCD相关硬件及图像处理为核心的电子自动测量系统,使得测量变得方便快捷,提高了测量精度.实验证明,所设计的焦度计有较高的测量精度(0.05 m-1)和较大的测量范围(-25～+25 m-1),该系统可广泛用于医院和眼镜店等.     

LiF用作阴极注入层的有机发光二极管制备

使用真空热蒸发方法,制备了结构为ITO/TPD/Alq3/LiF/Al的有机发光二极管,其中LiF用作阴极注入层,LiF超薄层的加入,增强了电子注入,降低了启亮电压,提高了器件的发光效率和亮度. 实验结果表明:当加入LiF层的厚度为0.5 nm时,器件性能的改善最好,和不含LiF的器件相比,启亮电压由原来的9 V降低到5 V,效率由1.5 cd/A增加到3.3 cd/A,提高了近1倍,然而随着加入LiF层厚度的增加,器件性能的改善效果降低.     

组分渐变过渡层对氮化镓基发光二极管性能的影响

针对半导体发光二极管(LED)中普遍存在的效率衰减效应严重影响大注入电流条件下LED发光性能的问题,在传统InGaN/GaN多量子阱LED基础上,设计了组分渐变过渡层结构,引入到量子垒和电子阻挡层界面。模拟计算结果表明:当引入过渡层后,量子垒和电子阻挡层界面处的电子势阱深度和空穴势垒高度减小,有益于有源区载流子浓度的提高,有效提升了量子阱内辐射复合速率,使发光效率衰减现象得到显著改善.研究结果对大功率发光二极管的结构设计和器件研发具有启发作用.     

调整空穴注入层MeO-TAD厚度改善蓝色OLED的性能

主要介绍结构为MeO-TAD(xnm)/NPB(40nm)/DPVBi(30nm)/Alq(30nm)/LiF(0.5nm)/AL的蓝色有机电致发光器件,空穴注入层MeO-TAD的厚度x按照0nm、1.0nm、1.5nm、2.0nm变化,其它层保持不变.当x=2nm时,其器件性能最好,在15V时亮度达到最大,为5876cd/m2.器件的开启电压较低,在5V的驱动电压下亮度达到10.5cd/m2,器件在8V电压时电流效率达到最大,为3.22cd/A;且器件的色坐标稳定,在5V到13V的驱动电压下几乎不发生改变,稳定在x=0.17、y=0.18附近,属于很好的蓝光发射.     

有机反转电致发光器件的负阻特性

对结构为Si/Al/Alqs/PVK:TPD/PTCDA/ITO的有机反转电致发光器件Ⅰ-Ⅴ特性的测量发现,其电压出现了峰值的负阻现象.分析表明:高电压注入时,器件内形成了高浓度的等离子体;载流子寿命和迁移率随注入电压变化;特别是体内出现了严重的电导调制效应使得器件由高阻区变为低阻区,这些是形成负阻特性的主要原因.通过引入双极迁移率和双极扩散系数将空穴和电子的电流连续性方程联合起来,解释了具有负阻区段的Ⅰ-Ⅴ特性曲线.     

MeV硅离子注入砷化镓的两步快退火

报道使用两步快退火(RTA)工艺对MeV Si~+注入的〈100〉取向SI-GaAs样品进行热处理。2 MeV,2×10~(14)cm~(-2)Si注入的GaAs样品,经低温(350～450℃),长时间(20～30 s)退火和高温(970～1050℃),短时间(1～2s)退火,使注入区晶格恢复好,二次缺陷密度大大降低,电特性得到明显改善。激活率达到了30％,迁移率为2400～2 515cm~2·V~(-1)·s~(-1),薄层电阻为42～46Ω。根据点缺陷和杂质原子的相互作用,结合载流子浓度分布的特点,对半绝缘砷化镓中MeV注入硅原子的激活机理进行了讨论。     

石墨烯带—苯环—石墨烯带结构的电子输运

用非平衡格林函数和密度泛函理论相结合的第一性原理计算了石墨烯带-苯环-石墨烯带结构的伏安特性和电流噪声,发现苯环和石墨烯导线不同的连接方式给出的电子输运和电流噪声性质有显著不同,1-4连接下电流显著大于1-3连接.在研究量子器件时,量子噪声是不同于热噪声的,它是分析器件结构常用的一种手段.研究发现这2种结构的散粒噪声和Fano因子也完全不同,对于1-3结构Fano因子接近1,而对于1-4结构,Fano因子相对就较小.     

布拉格反射波导双光束边发射半导体激光器

报道1种在垂直远场方向上产生2个极窄的稳定对称光斑多量子阱边发射半导体激光器,在其有源区两侧设计布拉格反射波导结构.制备100μm条宽的边发射激光器,在垂直方向±33.4°附近实现2个稳定的7.2°对称的近圆形光斑,对器件镀膜后进行测试,在连续和脉冲工作条件下分别得到1.40,2.26 W的输出,器件的特征温度可达到91K.