OTFT开关比的主要影响因素及参数调节分析

拓展Brown模型结果,引进参量K(杂质层电流/感应层电流)分析有机薄膜晶体管(OTFT)开关比的主要影响参数,并提出一种提升器件开关比的最佳参数调整方法,它能有效解决各主要参数之间相互影响相互制约所带来的问题.最后,在参数调整接近至极限开关比情况下,研究N A(有效杂质浓度)和T s(有源层厚度)对开关比的影响规律.本研究结果可最大程度提升OTFT开关比,并为其它性能参数留下"设计余量".     

退火温度对用PⅢ方法制备共掺杂p型ZnO薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控共溅射的方法制备出ZnO:Al薄膜,以NO和O2为源气体(V(O2)/V(O2+NO)=75%),采用等离子体浸没离子注入(PⅢ)方法对薄膜进行注入得到ZnO:Al:N薄膜,注入剂量为2.23×1015 cm-2,并在N2氛围下对样品进行了不同温度的退火处理.通过XRD图谱、霍尔效应(Hall)测试结果、紫外-可见光透射光谱等对样品的结构和性能进行了分析,着重研究了退火温度对ZnO:Al:N薄膜性质的影响.结果表明,退火可以使注人产生的ZnO(N2)3团簇分解,并且使N以替位O的方式存在.当退火温度达到850℃时,ZnO薄膜实现了p型反转,实现p型反转的ZnO:AliN薄膜载流子浓度可达3.68×1012cm-3,电阻率为11.2 Ω·cm,霍耳迁移率为31.4 cm2·V-1·s-1.     

退火工艺对BST薄膜电学性能的影响

应用RF平面磁控溅射技术在Pt/SiO2/Si(100)衬底上沉积BST薄膜,研究了退火气氛与退火工艺对BST薄膜电学性能的影响。实验发现,退火有利于提高薄膜的结晶度,且薄膜的折射率、介电常数和漏电流特性等性能与薄膜的退火工艺密切相关,和N2气氛中退火的BST薄膜相比,O2气氛退火的BST薄膜具有较大的介电常数和较小的漏电流,可满足DRAMs器件应用的要求。     

热处理对以Al2O3为绝缘层的并五苯薄膜晶体管性能的影响

采用阳极氧化法制备了Al_2O_3绝缘材料,并制备了以Al_2O_3为绝缘层的并五苯薄膜晶体管器件(OTFT)。Al_2O_3绝缘层经过10 min 350℃氢热处理后,OTFT迁移率比未经氢热处理的增大近20倍,且阈值电压降到了-7 V。Al_2O_3膜MIS结构电容—电压(C–V)特性的平带电压平移量数据表明,Al_2O_3膜经过热处理后,并五苯半导体与Al_2O_3绝缘体界面处以及绝缘体内缺陷态密度显著地降低,Al_2O_3绝缘层和并五苯半导体层之间的接触得到改善,这使得经热处理Al_2O_3膜的OTFT器件性能得到显著的改善。     

氮化硅的光致发光

采用PECVD技术在单晶硅(100)硅片表面沉积非晶氮化硅薄膜(a-SiN.),通过改变压强,调节氮气流量制备样品,再对沉积态样品进行真空传统退火和氮气氛围快速热退火(RTP)处理.研究认为,所制备的α-SiNx薄膜(N2与SiH4流量比＞20:1)的发光机制以能隙态模型发光机制为主.反应气体流量比不变,提高总的反应气压样品的发光主峰峰位发生了蓝移,真空高温长时间退火会减弱其光致发光效应,快速短时退火有利于其发光峰的增强.     

CdIn_2O_4纳米氧化物制备及氯气敏感特性分析

以In(NO3)3和Cd(NO3)2为原料,采用Sol-Gel法合成N型CdIn2O4半导体氧化物纳米材料,通过500~800℃退火处理得到4种温度参数的纳米氧化物材料粉体,按照陶瓷半导体气体传感器工艺制成厚膜气敏元件.利用SEM对材料进行形貌表征,和XRD对材料的晶体结构进行分析,材料粒径尺寸在50 nm左右.测试结果表明,600℃退火烧结的纳米材料性能良好,元件在加热电压为3V时性能稳定,加热功耗约为200 mW;在50×10-6时灵敏度为32倍,响应恢复时间分别为90 s和180 s,最低可检测到1×106.     

功能性有机晶体管研究取得系列进展

基于质量轻、材料来源广泛和成本低等优点,有机薄膜晶体管(OTFT)显示出了广阔的应用前景并成为国际上广泛关注的前沿领域。随着OTFT性能指标的不断攀升,多功能器件的构建逐渐成为该领域最为重要的发展方向之一。近年来,中国科学院化学研究所有机固体实验室的研究人员在多功能OTFT的制备和功能应用研究方面开展了系统的研究。前期研究中,他们与国内外科研人员合作,结合超薄器件的构筑、活性层的化学     

基于有限元方法的有机薄膜晶体管性能分析

有机薄膜晶体管(organic thin film transistor,OTFT)是一种以有机半导体材料作为有源层的晶体管,是有机电子学的重要研究内容之一。近年来,人们在实验的基础上得到了一些OTFT的基本特性。旨在从基本的物理模型和数学模型出发,通过有限元方法对顶栅底接触式的OTFT器件进行模拟,从而在理论上将OTFT器件的部分特性表征出来。经过模拟,可以看到OTFT器件的电位分布和载流子密度分布趋势与实验得到的特性基本一致,尤其是夹断现象的产生,与实际情况基本吻合。     

Ta2O5的氢热处理对有机薄膜晶体管性能的影响

以高分子聚(2-甲氧基-5-(2-乙基-已氧基)-1,4-苯撑乙烯撑)(MEH-PPV)为半导体有源层、Ta2O5为绝缘层,制备了有机薄膜晶体管(OTFT),研究了氢热处理Ta2O5绝缘层对OTFT性能的影响,并对该器件性能改善的原因进行了分析.结果表明,经氢热处理的Ta2O5绝缘层使MEH-PPV的场效应迁移率提高了一个数量级,从1.24×10-5cm2/(V.s)提高到2.15×10-4cm2/(V.s),阈值电压有所降低.     

n型4H-SiC湿氧二次氧化退火工艺与SiO_2/SiC界面研究

在传统氧化工艺的基础上,结合低温湿氧二次氧化退火制作4H-SiC MOS电容. 通过I-V测试,结合Fowler-Nordheim(F-N)隧道电流模型分析了氧化膜质量;使用Terman法计算了SiO2/SiC界面态密度;通过XPS测试对采取不同工艺的器件界面结构进行了对比. 在该工艺下获得的氧化膜击穿场强为10MV*cm-1,SiC/SiO2势垒高度2.46eV,同时SiO2/SiC的界面性能明显改善,界面态密度达到了1011eV-1*cm-2量级,已经达到了制作器件的可靠性要求.     

等离子体蚀刻多晶硅深沟道研究

等离子体蚀刻硅深沟道用作存贮器件的储存电容有非常重要的作用,就等离子体在微电子制造领域中蚀刻二氧化硅,多晶硅的原理和如何控制形状(profile)和深沟道的深度做了研究,解释了HBr,NF3,He_30%O2气体,压力对蚀刻速率,Si/SiO2蚀刻选择比的影响.结果表明:蚀刻率随HBr流量的增大而增大,压力和侧壁保护气体He_30%O2控制着整个蚀刻图形.     

C(膜)/Si(SiO2)(纳米微粒)/C(膜)的XPS及Raman谱测试分析

X射线光电子能谱测试(XPS)分析C(膜)/Si(SiO2)(纳米微粒)/C(膜)样品发现:把400℃退火后的样品继续加热到650℃并退火1h后,样品中除原有的Si晶体外,生成了SiC晶体,同时还出现了SiO2晶体,这表明一部分Si与C反应生成SiC的同时,氧气的氧化作用占主导地位,把大部分Si氧化成了SiO2.对比分析在650℃和750℃退火后样品的Raman谱发现:随着加热温度的升高,SiC与Si含量增加而SiO2含量减少.这表明:在750℃时,C原子的还原作用继400℃后再次占主导地位,又把一部分SiO2还原成Si.     

OTFT开关比对有源层厚度、杂质浓度间制约关系的影响研究

本文从物理角度推导并分析Brown方程的本质,并将之用于OTFT开关比的分析。首次通过引入关键参数K(杂质层电流/感应层电流)对OTFT开关比进行了分析,获得OTFT中有源层厚度和杂质浓度潜在的、可被允许的上限值。在此前提下,重点分析了有源层厚度、有效杂质浓度对OTFT开关比的影响。接着根据模拟分析的结果,提出一种有效且简易的判断OTFT是否逼近开关比极限的方法,并分别论证在逼近/远离开关比极限的情况下,降低NA和dS对开关比提升的有效性,及不同情况的OTFT应采取的优化措施。最后,文中给出了一定开关比约束下有效掺杂浓度/有源层厚度的临界关系曲线,它具有重要的实用意义,且进一步约束了OTFT中有源层厚度和有效杂质浓度的所允许的上限值。     

廉州湾五项营养盐变化与环境因子的关系

根据1996年12月及1997年7月调查廉州湾的资料，分析廉州湾水域五项营养盐：NO3一N、NO2—N、NH4—N、PO4一P、SiO2—Si的含量分布特征，并对五项营养盐与其它环境因子之间进行相关分析。结果表明：廉州湾水域NO3一N、NO2—N、PO4—P和SiO3一Si均具有丰水期明显高于枯水期的分布特征，NH4—N则与此相反。影响枯水期营养盐含量的主要因素是以江河径流影响为主、沿岸排污和水体自身再生补充影响为辅；但在丰水期，只有NO3^-、N02^-与盐度之间呈良好负相关关系(相关系数分别为r＝-0．805和r＝-0．766，n＝7)，其它三项营养盐与盐度及其它环境因子均呈不相关关系，体现出暴雨后径流与沿岸排污综合影响的结果。     

利用红外反射光谱法研究6H-SiC表面的SiO2特性

通过干氧氧化的方法，在6H-SiC表面生长一层SiO2层，接着置于N2气氛中经过不同的温度退火，使用红外显微仪分别测量退火前后的红外反射谱，通过观测表面氧化层SiO2的红外反射谱图中特征反射峰位(1090cm^-1附近)的变化，以判断退火前后表面氧化层密度的变化情况，进一步推断氧化层的结构变化与杂质类型．     

退火温度对ZnO/SiO_2复合薄膜结构及光学性能的影响

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法在玻璃衬底上制备ZnO/SiO2(ZSO)复合薄膜,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和光致发光(PL)谱对样品的形貌、晶体结构、透过率及光致发光性能进行表征.SEM结果表明,样品为双层结构,随着退火温度的升高,颗粒变大,并产生团聚现象;XRD结果表明,样品经退火处理后生成六方纤锌矿型ZnO,衍射峰强度和晶粒尺寸随退火温度的升高而增大;UV-Vis结果表明,样品同时具有ZnO和SiO2特征吸收边,双层复合薄膜中ZnO和SiO2两种不同材料的能带不连续导致360nm附近的曲线不平滑,并使能带蓝移,经400℃退火处理后的样品透过率较高;PL谱结果表明,在355nm波长激发下,样品分别在紫外区和蓝光区域产生发射峰,随着退火温度的升高,样品内缺陷密度减小,由缺陷引起的发光强度减弱.     

溶胶凝胶法和浸渍法制备的Cu/SiO2催化剂的表征与性能

以CuCl2为铜源,采用溶胶凝胶法和浸渍法制备了SG-Cu/SiO2和IM-Cu/SiO2催化剂,用XRD、BET、IR、TPR等手段对催化剂进行了表征,考察了2种催化剂对NO CO反应的催化性能.结果表明,不同方法制备的催化剂在孔容、比表面积和表面OH的分布上有很大差异, 金属粒子在催化剂中的分散程度和存在状态也有所不同.在NO CO反应中,SG-Cu/SiO2的催化性能高于IM-Cu/SiO2,在SG-Cu/SiO2催化剂中形成的难还原的铜物种对NO CO的催化性能较好.     

新型并三苯有机薄膜晶体管

以环氧树脂(Eproxyresin)为栅绝缘层材料,并三苯(Anthracene)为有机半导体载流子传输层,分别利用旋涂及真空掩蔽蒸发,在以铜为栅极的基底之上成功研制了有机薄膜场效应晶体管(OTFT),经测试得出器件的电子迁移率为2.34×10-2 cm2/(V·s),跨导为0.49 μs.     

Mg-Cu／SiO2体系催化NO＋CO反应的研究

采用溶胶凝胶法和浸渍法制备了不同组成的Mg-Cu/SiO2催化剂,利用BET,XRD和H2-TPR等研究了该催化剂的表面结构及在NO+CO反应中的催化活性.结果表明,随着Mg含量的增加,活性组分Cu与载体之间的作用力逐渐增强,CuO还原温度逐渐升高.在NO+CO反应中,当Cu的含量是载体SiO2质量的2%,Mg的含量是载体SiO2质量的3%时,Mg-Cu/SiO2催化剂活性最高,250 ℃时NO生成N2的转化率达到100%.     

CO对铁丝网卷还原NO的影响实验研究

采用模拟烟气在水平布置的陶瓷管反应器中对金属铁丝网卷直接还原NO气体的特性进行了实验研究.烟气中NO的体积百分比为0.05％,配平气体采用N2,反应温度为300℃-1100℃.实验研究结果表明铁丝卷具有非常好的直接还原NO的能力.在N2气氛中,在500℃以下温度范围铁的脱硝效率低于40％,在500℃-800℃铁的脱硝效率迅速增加,当温度超过900℃后不同尺寸的铁丝卷对NO的脱除效率都超过99％.对铁表面的X光衍射分析(XRD)结果表明铁与NO反应后生成了铁氧化物,在550℃时铁的主要氧化物为Fe3O4,在1100℃时铁的主要氧化物为Fe2O3.扫描电子显微镜(SEM)结果表明550℃时铁样品表面比较细密,而1100℃时铁样品表面比较疏松,有利于NO气体向铁内部的扩散,从而利于提高NO脱除率.还原性气体CO通过还原铁的氧化物以保证金属铁和NO的连续反应,从而进一步提高NO的脱除效率.CO气氛中铁和NO反应后的XRD检测结果表明铁样品的主要成分是金属铁,此外含有少量的FeO.在含有16.8％ CO2以及1％-2％O2的模拟烟气条件下,当温度超过1000℃后,反应器中分别加2％和4.1％的CO气体后,铁丝卷脱硝效率可达到大约95％.