场效应晶体管

摘要： 论文在深入了解有机场效应晶体管的基本理论上,对并五苯场效应晶体管的制备工艺进行讨论,制备了基于并五苯材料的有机薄膜场效应晶体管。制备工艺步骤主要包括衬底的处理与清洗、旋涂法制备绝缘层、并五苯有源层的蒸镀、电极的制备以及性能测试。期望本文的研究能够对并五苯场效应晶体管的制备提供参考。

摘要： 二硫化钼(MoS_(2))作为一种新兴的二维半导体材料,它具有天然原子级的厚度以及优异的光电特性和机械性能,在未来超大规模集成电路中具有巨大的应用潜力.本文综述了我们课题组在过去几年中在单层MoS_(2)薄膜研究方面所取得的进展,具体包括:在MoS_(2)薄膜制备方面,通过氧辅助气相沉积方法,实现了大尺寸MoS_(2)单晶的可控生长;通过独特的多源立式生长方法,实现了4 in晶圆级大晶粒高定向的单层MoS_(2)薄膜的外延生长,样品显示出极高的光学和电学质量,是目前国际上报道的质量最好的晶圆级MoS_(2)样品;通过调节MoS_(2)薄膜的氧掺杂浓度,可以实现对其电学和光学特性的有效调控.在MoS_(2)薄膜器件与应用方面,利用制备的高质量单层MoS_(2)薄膜,实现了高性能柔性晶体管的集成,这种大面积柔性逻辑和存储器件显示出优异的电学性能;在集成多层场效应晶体管的基础上,设计,加工了垂直集成的多层全二维材料的多功能器件,充分发挥器件的组合性能,实现了“感-存-算”的一体化;制备了全二维材料浮栅存储器,实现了功耗低,可靠性好,且高度对称和线性度可调的突触权重输出的人工突触器件;通过引入结构域边界提高MoS_(2)基地面的电催化析氢反应(HER)催化活性等.我们在MoS_(2)薄膜的制备以及器件特性方面所取得的进展对于MoS_(2)的基础和应用研究均具有指导意义.

摘要： 基于石墨烯材料的半浮栅场效应晶体管因其非易失性的存储特性而被广泛研究。通过定点转移工艺制备了一种以少层石墨烯为沟道,六方氮化硼作为隧穿势垒层,石墨烯作为半浮栅电荷俘获层的石墨烯场效应晶体管。由于其独特的半浮栅结构,器件的转移特性曲线出现双狄拉克点。对器件转移特性曲线双狄拉克点现象进行了系统理论分析。另外,得到石墨烯浮栅器件的稳定保留特性,在200 s内,器件存储擦除电流差可以维持在20μA左右。所提出的研究有助于实现基于半浮栅结构的二维材料多功能光电子器件。

摘要： 2022年4月7日,《纳米研究(英文版)》编辑部发布了第九届纳米研究奖评选结果。美国斯坦福大学戴宏杰院士以及佐治亚理工学院王中林院士入选。戴宏杰因在碳基纳米科学、可再生能源材料和纳米医学领域的杰出成就而获奖。戴宏杰是美国科学与艺术学院院士、美国科学院院士、中国科学院外籍院士、美国斯坦福大学化学系化学教授。他是国际公认的碳基纳米科学、可再生能源材料和纳米医学领域的领导者。他的开创性工作促进了准一维碳纳米材料的化学和物理基础研究,开辟了纳米碳材料从纳米管传感器/场效应晶体管到用于铝离子电池的石墨/石墨烯泡沫阴极、纳米医学的药物输送和光热疗法、以及用于体内成像生物系统的近红外-Ⅱ(NIR-Ⅱ)/短波红外(SWIR)探针等创造性应用。

摘要： 通过铁电栅极绝缘体和原子层沉积氧化物半导体通道,日本科学家制造了三维垂直场效应晶体管,可用来生产高密度数据存储器件。此外,通过使用反铁电体代替铁电体,他们发现擦除数据只需要很小的净电荷,从而提高了写入的效率。发表在2022年IEEE硅纳米电子研讨会上的该项成果,将催生新的更小、更环保的数据存储器。

摘要： 先进的微电子与光电子材料由于其优异的材料特性,在发光二极管、太阳能电池、激光器、传感器、场效应晶体管、探测器等半导体领域具有巨大的应用潜力,受到学术界和工业界的广泛关注。新兴的概念、策略和技术有助于微电子与光电子材料的合成、材料科学的理解、薄膜形貌的优化、界面接触的探索、器件结构的创新和工作机理的研究。另一方面,利用先进的微电子与光电子材料进行理论模拟,将有助于对微电子与光电子材料的内在特性有新的认识,这将有助于微电子与光电子材料的进一步应用。因此,发展先进的微电子与光电子材料具有特别重要的意义。

摘要： 基于二维材料的场效应晶体管在超大规模集成技术方面具有非常大的应用潜力,因此开发高性能的短沟道二维半导体场效应晶体管是构建超大规模集成的必经之路.对于二维材料,获得10 nm以下沟道长度的二维半导体晶体管难度较大,目前很少有稳定制备亚10 nm二维半导体晶体管的方法.本文使用石墨烯作为接触材料,氮化硼作为间隔,可以稳定制备垂直短沟道二硫化钼场效应晶体管.基于此方法,制备了8 nm氮化硼间隔的垂直短沟道二硫化钼场效应晶体管.该器件展现出良好的开关特性,在不同的源漏电压下其开关比大于10^(7);同时关态电流小于100 fA/μm,对源漏直接隧穿效应有很好的抑制作用.此外,该方法同样适用于其他二维半导体短沟道晶体管的制备,为快速筛选出可适用于超大规模集成的二维材料提供了一种有效途径.

摘要： 草莓恶疫霉会引起草莓革腐病和冠腐病,影响草莓的经济效益,但感染恶疫霉早期植株没有明显的症状,无法被及时准确地诊断,因此迫切需要低成本诊断方法实现早期预防。草莓植株感染恶疫霉会释放一种独特的有机挥发性气体4-乙基苯酚,可作为该疾病快速诊断的标志性气体。本研究使用半导体单壁碳纳米管(Single-Wall Carbon Nanotube,SWNT)和场效应传感器(Field Effect Transistor,FET)制备半导体场效应气体传感器(SWNT/FET),进而修饰对4-乙基苯酚灵敏度高、选择性好的金属卟啉MnOEP获得MnOEP-SWNT/FET。通过拉曼光谱、紫外光谱、伏安分析法研究MnOEP-SWNT/FET,分析理化性能及优化检测条件,提高MnOEP-SWNT/FET对4-乙基苯酚的气体敏感性能。在最优检测条件下,MnOEP-SWNT/FET对0.25%~100%的4-乙基苯酚饱和蒸汽(20°C),检出限为0.15%的4-乙基苯酚饱和蒸气(S/N=3),测定不同浓度的相对标准误差低于10%。通过测定实际样本,表明MnOEP-SWNT/FET检测草莓健康植株会存在假阳性,但对感染恶疫霉的草莓植株有较高的检测精度。

摘要： 芯片自给的核心,在于芯片制造及其关键设备、尖端材料和核心工艺。中国只有在整个芯片工业崛起的基础上才能实现彻底的芯片自给,芯片自由不能只靠点的突破,需要全盘谋划,全面破局。美国商务部发布最终规定,对设计GAAFET(全栅场效应晶体管)结构集成电路所必须的EDA(电子设计自动化,Electronic design automation缩写:EDA)软件;金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料。

摘要： 国内新闻中科院微电子所在新型垂直互补场效应晶体管(CFET)结构设计与仿真研究方面取得进展近日,中科院微电子所集成电路先导工艺研发中心殷华湘/吴振华研究团队利用业界主流的设计工艺协同优化(DTCO)方法全面探索了互补场效应晶体管(CFET)的器件架构优势。据中科院微电子所介绍,CFET结构是对新一代先进工艺节点全环绕栅极(GAA)晶体管的进一步改进,将不同导电沟道类型(N-FET和P-FET)的GAA器件在垂直方向进行高密度三维单片集成,从而突破了传统N/P-FET共平面布局间距的尺寸限制.

摘要： 作为Ⅲ族氮化物材料最鲜明的特点之一,极化效应在Ⅲ族氮化物微电子和光电子器件中扮演了十分重要的角色.在AlGaN/GaN突变结界面处由于极化效应产生的二维电子气是GaN HFET的工作基础.基于AlGaN/GaN缓变异质结的极化掺杂场效应晶体管器件表现出迥然不同的器件特性.本工作从AlGaN/GaN缓变异质结材料出发,开展极化掺杂场效应晶体管器件基础科学问题研究,实现了高线性和高效率的AlGaN/GaN极化掺杂场效应晶体管器件.结合缓变结材料独特的载流子分布和输运行为,研究了掺杂场效应晶体管的器件特性.

摘要： 氮化镓(GaN)半导体具有宽带隙、高饱和电子漂移速率、高临界击穿电场及通过异质结结构形成高电子密度的二维电子气等材料特性,使其在高温、高频电力电子器件领域具有独特的优势.AlGaN/GaN异质结场效应晶体管(HFET)和GaN金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)是GaN场效应晶体管中的典型代表,可应用于无线通信、军事雷达等微波功率器件及汽车逆变器等耐压功率器件，本文研究了适于AlGaN/GaN HFET的02等离子体处理隔离工艺及其氧化机理，制作出具有高导通／关断电流比的HFET器件；开发了GaN MOSFET的B场注入隔离工艺，实现了条形器件的场隔离，并发现同时具有台面和注入的结构有利于降低器件的界面态密度。

摘要： 研究不同辐照偏置下,电离总剂量效应对基于0.13μm部分耗尽绝缘层上硅(SOI)工艺的T型栅结构金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)热载流子效应的影响.采用60Co-γ射线对用于芯片内部的两种典型宽长比SOI NMOSFET进行不同电压偏置条件下的辐照,累积剂量率达到1Mrad后,对器件进行热载流子加速应力试验,获得器件的转移特性、跨导以及阈值电压等参数在辐照和应力条件下的变化,并将不同偏置条件下辐照后器件热载流子退化特性与未辐照器件在相同应力条件下的退化特性作对比,研究不同偏置的辐照对器件热载流子退化特性的影响.结果显示总剂量辐照后SOI NMOSFET的转移特性几乎没有发生变化,但辐照后器件的热载流子退化相比未辐照的器件更加明显,并且宽沟器件的退化相比窄沟器件更为显著.这一现象主要是由SOI器件埋氧层中辐射陷阱电荷引起.该结果可为SOI器件在空间辐射环境中长期可靠性的研究提供参考.

摘要： 近红外共轭分子是有机共轭分子中的重要组成部分,在实现具有宽吸收光谱的有机太阳能电池以及高双极性的有机场效应晶体管方面具有独特的优势.近年来,课题组围绕近红外共轭分子在有机光电领域的应用开展研究工作.在有机场效应晶体管方面,构建了纳米线场效应晶体管,并实现了高的双极性电荷传输,提出了非对称分子设计策略进一步提升聚合物在非卤素溶剂中的溶解性.在有机太阳能电池方面,设计了一系列以噻唑为桥联基团的共轭聚合物,实现了低的前线轨道能级与低的能量损失,并首次获得了含卟啉单元的受体材料,实现了非富勒烯太阳能电池7.4％的能量转换效率.

摘要： 本论主要利用silvaco仿真软件ATLAS进行仿真,研究了GaN基HEMT器件的直流特性和交流特性,并主要探究了短沟道效应对器件直流特性和频率特性的影响.研究结果表明:当GaN基HEM器件的栅长逐渐缩短时,导致栅下电势二维分布的改变,产生了漏致势垒降低效应,使得器件的输出电导逐渐增大,饱和特性逐渐变差,夹断特性也变得很差,亚阈值电流增大而且斜率慢慢减小,最终使得栅对沟道的控制能力减弱.当栅长较短时,栅长频率积随着栅长的不断减少而减少.分析了肖特基势垒耗尽区对栅长频率积的影响.提高器件的纵横比是抑制GaN HEMT器件短沟道效应的一个重要措施.在保证器件纵横比不能太低的同时,减小器件的栅长,并有效抑制器件的短沟道效应的方法主要是提高沟道层电子迁移率、降低势垒层厚度、提高沟道二维电子气浓度等参数.

摘要： 硅衬底上AlGaN/GaN高电子迁移率场效应晶体管(HEMTs)在高压功率开关等器件有着广泛的应用前景.由于功率开关器件工作状态是在高压下,因此在高电场下的电子输运性质对器件的性能至关重要.然而,实际测量GaN基材料中电子的饱和漂移速度比理论计算值低很多,其中一个很重要的原因就是由于热声子效应导致的较低的电子能量弛豫率.因此,如何减弱热声子效应进而提高电子的漂移速度是关键.在这篇报道中，系统地研究了硅衬底上的AlGaN/GaN的高场输运特性。采用MOCVD在硅衬底上生长AlGaN/GaN异质结构样品，研究缓冲层和沟道层不同的碳掺杂浓度对二维电子气高场输运性质的影响。制备了两个含有不同碳并入浓度沟道层的样品备，一个是高的碳并入浓度，一个是低的碳并入浓度。采用40ns宽度的脉冲电压测量样品的电流电压特性曲线，以避免高电压下的自热效应，测试样品的结构采用够短长宽为20×20μmH型。

摘要： 本文提出了一种新型的A1GaN/GaN HEMTs非线性沟道热阻提取方法.通过在不同的环境温度测量器件的脉冲电流-电压(I-Ⅴ)关系,提取场效应晶体管在不同功耗条件下,沟道电流和沟道温度的对应关系.以此电流-温度对应关系为依据,可将直流I-V和脉冲I-V的电流差值转换为以沟道功耗为自变量的温度函数,从而提取出晶体管功耗相关的非线性沟道热阻.本文将该方法应用于一个栅宽为400μm的GaN HEMTs,并与热仿真提取结果进行比较,结果显示该方法能提供较为精确的功耗相关的热阻.该非线性沟道热阻提取方法对GaN HEMTs器件建模及器件可靠性评估均具有很好的实际应用价值.

摘要： 本文对场效应晶体管的稳定性进行了计算,分析了两种不同的稳定电路结构的特点.以0.18μm GaAs PHEMT工艺为基础,以12GHz-18GHz低噪声放大器应用为背景,研究了两种不同结构的低噪声放大器稳定性电路,并对这两种电路的主要指标进行了仿真验证.对比结果表明,并联反馈结构的的低噪声放大器稳定性和增益更优异.

摘要： 目的：研究重离子单粒子辐照(SEE,Single Event Effect)效应对超薄栅介质(1nm厚度)的斜坡击穿电压(TZDB,Time Zero Dielectric Breakdown)的影响情况. 方法：采用209Bi(离子能量为1043.7MeV)对65nm CMOS电容进行(1～2)×107ion/cm2总注量的重离子辐射试验,以及辐射过程中的TZDB试验. 结果：经过209Bi(离子能量为1043.7MeV)进行(1～2)×107ion/cm2总注量的辐射后,其泄露电流略微增大,G-V曲线稍有畸变;进行累积模式和反型模式的斜坡击穿测试,发现栅介质层的斜坡击穿电压减小近5％. 结论：空间重离子、质子或中子等大质量粒子轰击,强烈影响着微纳工艺超薄栅介质的长期可靠性,限制着先进工艺小尺寸器件在空间或者核辐射环境中的长期应用.

摘要： 目的：研究重离子单粒子辐照(SEE,Single Event Effect)效应对超薄栅介质(1nm厚度)的斜坡击穿电压(TZDB,Time Zero Dielectric Breakdown)的影响情况. 方法：采用209Bi(离子能量为1043.7MeV)对65nm CMOS电容进行(1～2)×107ion/cm2总注量的重离子辐射试验,以及辐射过程中的TZDB试验. 结果：经过209Bi(离子能量为1043.7MeV)进行(1～2)×107ion/cm2总注量的辐射后,其泄露电流略微增大,G-V曲线稍有畸变;进行累积模式和反型模式的斜坡击穿测试,发现栅介质层的斜坡击穿电压减小近5％. 结论：空间重离子、质子或中子等大质量粒子轰击,强烈影响着微纳工艺超薄栅介质的长期可靠性,限制着先进工艺小尺寸器件在空间或者核辐射环境中的长期应用.

摘要： 本发明之一的功能设备的制造方法依次包括：功能固体材料前驱体层形成工序，通过在基材上涂布功能液体材料来形成功能固体材料的前驱体层；干燥工序，将前驱体层加热至80°C-250°C范围内的第一温度，以事先降低前驱体层的流动性；模压工序，在将前驱体层加热至80°C-300°C范围内的第二温度的状态下，对前驱体层施行模压加工，从而在前驱体层形成模压结构；功能固体材料层形成工序，将前驱体层以高于第二温度的第三温度进行热处理，由此从前驱体层形成功能固体材料层。

摘要： 提供一种垂直鳍式场效应晶体管(100)。垂直鳍式场效应晶体管具有：半导体鳍(14)；n掺杂源极区(30)；n掺杂漂移区(10)；在所述半导体鳍(14)中垂直地在所述源极区(30)与所述漂移区(10)之间布置的n掺杂沟道区；与所述沟道区水平相邻的至少一个栅极区(24)；栅极电介质(32)，所述栅极电介质使所述栅极区(24)与所述沟道区电绝缘，其中，所述栅极电介质(32)与所述沟道区之间的界面具有负界面电荷；p掺杂栅极屏蔽区，所述栅极屏蔽区如此布置在所述栅极区(24)下方，使得在垂直投影的情况下，所述栅极屏蔽区位于由所述栅极电介质(32)限界的面积内；源极接触部(28)，所述源极接触部与所述源极区(30)导电连接；以及在所述栅极区(24)与所述n掺杂栅极屏蔽区之间的导电区(18，20)；其中，所述p掺杂栅极屏蔽区借助所述导电区(18，20)与所述源极接触部(28)导电连接。

摘要： 一种异质结构场效应晶体管(HFET)，可以包括由第一半导体材料制成的第一层(3)和由第二半导体材料制成的第二层(4)。在第一层和第二层相互接触之处可以提供界面(8)，沿着所述界面(8)，二维电子气(2DEG)(9)被形成在与该界面直接相邻的第一层的一部分中。晶体管还进一步包括：栅极结构(6)，其用于控制沟道的电导；衬底层(1)，其由衬底半导体材料制成；以及电介质层(2)，其将第一层与衬底层分隔开。接触(7)可以包括在衬底层和第一层之间的电连接(70)。电连接可以包括穿过电介质层的通道(22)，所述通道填充有与第一层电连接的导电材料。

摘要： 本案涉及鳍式场效应晶体管存储单元(200)，鳍式场效应晶体管存储单元配置及制造鳍式场效应晶体管存储单元的方法。所述鳍式场效应晶体管存储单元包含一第一(201)与第二(202)源极/漏极区域以及一栅极区域。鳍式场效应晶体管存储单元更包含围绕在所述第一及第二源极/漏极区域间的沟道区域的一半导体鳍状物(204)。而第一电荷储存层(207，208)，则至少设于所述栅极区域的一部分中。字符线区域(205，206)则排列在所述电荷储存层的至少一区段中。所述电荷储存层乃经过设计，因此可藉由对所述鳍式场效应晶体管存储单元施加预定电位而选择性地将电荷载子导入所述电荷储存层或将电荷载子自所述电荷储存层移除。

摘要： 在不同的实施例中，提供了一种垂直场效应晶体管(100)。垂直场效应晶体管(100)具有带有第一侧和与第一侧对置的第二侧的沟槽结构(128)。在第一侧上构造场效应晶体管(100)(FET)沟道并且第二侧不具有FET沟道。FET沟道具有氮化镓(GaN)区域和与其邻接的氮化铝镓(AlGaN)区域(110)。GaN区域(132)具有p型导电的第一区(106)和构造在其上的第二区(108)。垂直场效应晶体管(100)还具有源电极(130)，所述源电极与所述GaN区域(132)的p型导电的第一区(106)和所述AlGaN区域(110)导电连接。

摘要： 本发明涉及鳍式场效应晶体管的制造方法，涉及半导体集成电路技术，通过在形成金属栅极结构的金属栅、栅介质层和功函数层之后，去除金属栅的超出鳍体区域的端部的一部分，由于功函数层已经形成，因此无需担心功函数层的形成窗口是否满足工艺需求，因此可去除较多的金属栅的端部区域，而可将最终形成的鳍式场效应晶体管器件的栅极与源极之间的寄生电容Cgs或栅极与漏极之间的寄生电容Cgd尽量减小，且能使工艺更加简单。

摘要： 提供一种垂直场效应晶体管(100)，该垂直场效应晶体管具有：具有第一导电类型的漂移区(112)、在所述漂移区(112)上面或者在所述漂移区(112)上方的沟槽结构(102)、屏蔽结构(118，119)和源/漏电极(151，152)。沟槽结构(102)具有至少一个侧壁，在所述侧壁上构造场效应晶体管(FET)沟道区，其中，所述FET沟道区具有用于在III‑V族异质结构(117，121)的界面上构造二维电子气的III‑V族异质结构(117，121)。屏蔽结构横向地布置在所述沟槽结构(102)的至少一个侧壁旁边，并且垂直地延伸到所述漂移区(112)中，或者垂直地在所述漂移区(112)的方向上比所述沟槽结构(102)更远地延伸。屏蔽结构(118，119)具有不同于第一导电类型的第二导电类型。源/漏电极(151)与沟槽结构(102)的III‑V族异质结构(117，121)和屏蔽结构(118，119)导电连接。

摘要： 根据本发明构思的一方面，提供了一种场效应晶体管以及一种用于控制这种场效应晶体管的方法。该晶体管包括：半导体层；源极端子、漏极端子和单个栅极。该源极端子和该漏极端子布置在该半导体层的第一侧上，并且该栅极布置在该半导体层的与该第一侧相反的第二侧上。该栅极和该源极端子被布置成与该半导体层的第一公共区重叠，并且该栅极和该漏极端子被布置成与该半导体层的第二公共区重叠。该半导体层进一步包括与该栅极不重叠的第一间隙区和第二间隙区。该栅极被配置为引起该第一公共区和该第二公共区的静电掺杂，并且在该半导体层的沟道区中引起在该第一公共区与该第二公共区之间延伸的沟道。

摘要： 本发明公开了一种垂直铁电场效应晶体管的制备方法和由此方法制备的垂直铁电场效应晶体管，该方法通过将源漏电极用绝缘层隔开之后，刻蚀掉多余的绝缘层，然后再在源漏电极之间制备半导体，最后制备栅绝缘层和栅极。该制备方法将源漏电极用绝缘层隔开之后，将半导体沟道层形成于覆盖部分源漏电极以及绝缘层的侧壁处，避免了传统的垂直铁电场效应晶体管制备方法中将源/漏极直接沉积在半导体沟道成上，对半导体沟道层的损伤，由此方法制备的垂直铁电场效应晶体管，第一电极和第二电极用绝缘层间隔，半导体沟道层覆盖部分第一电极，部分第二电极以及绝缘层侧壁，栅绝缘层采用铁电材料，具有高开关比、较大的记忆窗口和良好的保持特性。

摘要： 一种半导体器件，包括与场效应晶体管(2)FET串联的绝缘栅场效应晶体管(1)，其中，FET(2)包括若干平行导电层(n1‑n5，p1‑p4)，并且其中，第一导电类型的衬底(11)布置为半导体器件的基底，从而在两个晶体管(1，2)下方延伸，第二导电类型的第一层(n1)布置为在衬底(11)上方延伸，其中，在所述第一层(n1)的顶部布置有具有沟道的若干导电层，所述沟道由若干第一导电类型掺杂的外延层(n2‑n4)形成，所述第一导电类型掺杂的外延层(n2‑n4)的两侧具有第一导电类型的层(p1‑p4)，其中，所述器件的最上层(p5)优选地比直接在表面下的若干平行导电层(p1‑p4，n1‑n4)实质上更厚，场效应晶体管(2)JFET在JFET的源极侧通过第二导电类型的深多晶硅沟槽DNPT(22)隔开，绝缘栅场效应晶体管(1)通过两侧的第一导电类型的深多晶硅沟槽DPPT(22，23)隔开，包括逻辑和模拟控制功能的另一隔开的区域(5)通过两侧的第一导电类型的深多晶硅沟槽DPPT(23，24)隔开。