Electron Tunneling from the 〈100〉 and 〈111〉 Oriented Si into the Ultrathin Rapid Thermal Nitrided SiO2 Films

用卤素-钨灯作辐射热源快速热氮化(RTN),在〈100〉和〈111〉晶向Si衬底上制备了SiSiOxNyAl电容,并测量了由低场到FN隧穿电场范围的电子从N型Si积累层到超薄SiOxNy膜的电流传输特性.测量结果说明,两种不同晶向的低场漏电流没有多大区别,而在高场范围对〈100〉晶向电容结构的FN隧穿电流要比〈111〉晶向电容结构的FN隧穿电流显著增加,并对实验结果作了初步讨论.     

电子从〈100〉和〈111〉晶向硅隧穿超薄快速热氮化SiO_2 膜(英文)

用卤素 -钨灯作辐射热源快速热氮化 (RTN) ,在〈10 0〉和〈111〉晶向Si衬底上制备了Si_SiOxNy_Al电容 ,并测量了由低场到F_N隧穿电场范围的电子从N型Si积累层到超薄SiOxNy 膜的电流传输特性 .测量结果说明 ,两种不同晶向的低场漏电流没有多大区别 ,而在高场范围对〈10 0〉晶向电容结构的F_N隧穿电流要比〈111〉晶向电容结构的F_N隧穿电流显著增加 ,并对实验结果作了初步讨论     

不对称双势垒结构的共振隧穿现象

在PECVD系统中，用layerbylayer的方法原位制备了a—SiNx／nc—Si／a—SiNx双势垒结构样品。AFM测量结果显示nc—Si晶拉密度约为1．2×10^11cm^-2，通过Raman散射谱计算出薄膜中的平均晶粒尺寸为6nm，nc—Si层的晶化比约46％。在低频时的电容-电压（C—V）测试过程中，观察到了与共振隧穿效应有关的电容峰，由于样品中的nc-Si颗粒尺寸均匀性不高，没有观察到分立的隧穿电容峰结构，只得到扩展的电容峰。     

从n型硅到RTN超薄SiO_2膜的电流传输特性

用卤素钨灯作辐射热源 ,对超薄 (1 0nm )SiO2 膜进行快速热氮化 (RTN) ,制备了SiOxNy 超薄栅介质膜 ,并制作了Al/n Si/SiOxNy/Al结构电容样品 .研究了不同样品中n型Si到快速热氮化超薄SiO2 膜的电流传输特性及其随氮化时间的变化 .结果表明 :低场时的漏电流很小 ;进入隧穿电场时 ,I E曲线遵循Fowler Nordheim (F N)规律 ;在更高的电场时 ,主要出现两种情形 ,其一是I E曲线一直遵循F N规律直至介质膜发生击穿 ,其二是I E曲线下移 ,偏离F N关系 ,直至介质膜发生击穿 .研究表明 ,I E曲线随氮化时间增加而上移 .文中对这些实验结果进行了解释     

空穴型Si/SiGe共振隧穿二极管及其直流参数提取

共振隧穿二极管因其特有的负微分电阻特性,成为一种很有前途的基于能带工程的异质结构量子器件.采用超高真空外延技术,以p型重掺杂硅为衬底生长出以4 nm厚Si0.6Ge0.4层为空穴量子阱、以4 nm厚Si层为空穴势垒的双势垒单量子阱结构.然后用常规半导体器件工艺制成了空穴型共振隧穿二极管.在室温下对面积为8 μm×8 μm的共振隧穿二极管进行测量,其峰值电流密度为45.92 kA/cm2, 电流峰谷比为2.21. 根据测量得到的电流电压特性考虑串联电阻的影响,提取出共振隧穿二极管的直流参数.可以利用这些参数将共振隧穿二极管的直流模型加入SPICE电路模拟软件器中进行共振隧穿二极管电路设计.     

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。     

从n型硅到RTN超薄SiO2膜的电流传输特性

用卤素钨灯作辐射热源，对超薄(10nm)SiO2膜进行快速热氮化(RTN)，制备了SiOxN，超薄栅介质膜，并制作了Al／n-Si／SiOxNy／Al结构电容样品．研究了不同样品中n型Si到快速热氮化超薄SiO2膜的电流传输特性及其随氮化时间的变化．结果表明：低场时的漏电流很小；进入隧穿电场时，I—E曲线遵循Fowler-Nordheim(F-N)规律；在更高的电场时，主要出现两种情形，其一是I-E曲线一直遵循F-N规律直至介质膜发生击穿，其二是I-E曲线下移，偏离F-N关系，直至介质膜发生击穿．研究表明，I-E曲线随氮化时间增加而上移．文中对这些实验结果进行了解释．     

基于转移矩阵法确定高k介质中泄漏电流共振隧穿机制的存在性

栅隧穿电流已成为制约MOS器件继续缩小的因素之一.为了掌握和控制高k栅栈的栅电流,必须全面了解其中存在的各种隧穿机制.考虑高k介质和二氧化硅间的界面陷阱,建立了高栅栈MOSFET中沟道与栅极交换载流子的双势垒隧穿物理模型.采用量子力学的转移矩阵方法,计算沟道电子通过高栅栈结构的透射系数,模拟得到的透射系数曲线随电子能量变化呈现峰谷振荡的特征.将本文模拟结果与非平衡格林函数及WKB近似方法模拟结果对比,通过论证得出电子能量低于高导带底的透射系数峰为共振隧穿机制所产生,而能量高于高k介质导带底的电子透射系数峰为直接隧穿的结论.     

界面陷阱对硅纳米晶粒基MOS电容的电荷存储特性的影响

利用电容－电压（C－V）测量研究了界面陷阱对于硅纳米晶粒基金属－氧化物－半导体（MOS）电容结构的电荷存储特性的影响,研究表明硅纳米晶粒的界面陷阱与SiO2/Si衬底界面态对电荷存储有着不同的影响作用,长时间存储模式下的电荷存储行为主要是由存储电荷从深能级陷阱直接隧穿到SiO2/Si衬底界面态决定。     

异质面GaAs太阳电池暗电流—电压特性的隧穿效应

在２００－３００Ｋ温度内测量了由ＬＰＥ生长的异质面高效ＧａＡｓ太阳电池暗电流－电压特性的温度关系。对实测的Ｉ－Ｖ特性进行拟合分析，认为低温低偏压下的过剩电流，起因于耗尽层内禁带中局域态间热协助的多级带间隧穿效应。