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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2019
研究主题
  • E. 光电子能谱 B. 通量生长法 D. 拓扑绝缘体 A. 层状混合阴离子化合物
应用领域
  • 材料科学与工程
机构单位
  • University of Yamanashi
  • High Energy Accelerator Research Organization (KEK)
  • National Institute for Materials Science
  • Kyushu Institute of Technology
  • Hokkaido University
60 条数据
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  • 常关型AlGaN/GaN异质结金属-绝缘体-半导体场效应晶体管（采用栅极优先工艺）

    摘要： 本研究采用栅极优先工艺开发了具有p-GaN盖层和SiNx介质的AlGaN/GaN异质结金属-绝缘体-半导体场效应晶体管，实现常关态工作。为避免退火工艺对栅极的影响，在氮气环境中采用500℃下退火20分钟的低溫欧姆接触技术。通过感应耦合等离子体干法刻蚀辅助，在凹槽区域获得1.45 Ω·mm的接触电阻和1080.1 Ω/□的方块电阻。由于SiNx层的插入，制备器件的阈值电压提升至约2V，并在栅压高达16V时观察到良好夹断特性。与传统高温欧姆退火工艺相比，该结构显著抑制了反向和正向栅极漏电流。器件性能优异，最大沟道电子场效应迁移率达到1500 cm2V?1s?1。

    关键词： 低温欧姆接触，常关型，栅极优先，金属-绝缘体-半导体，AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 栅极介电界面对于高性能有机薄膜场效应晶体管中陷阱态与累积电荷的关键影响

    摘要： 在OFETs的运行中，电学性能强烈依赖于构成层的优劣及所形成界面的特性。本研究考察了有机半导体并五苯与聚合物绝缘体界面处陷阱态的变化。通过聚合物修饰的ZrO2介电材料，发现半导体/绝缘体界面处的陷阱态密度降低了10倍，使载流子迁移率从0.058 cm2/Vs提升至0.335 cm2/Vs。此外，在相同栅极电压下，较薄膜层比厚膜层具有更强的耦合能力，并能在沟道区域积累更多电荷——这对优化OFETs性能至关重要。结果表明绝缘层特性会显著影响器件性能。

    关键词： 有机薄膜晶体管，累积电荷，绝缘体/半导体界面，陷阱态

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 用于非易失性存储器应用的铁电BiFeO?/HfO?栅极堆叠的结构与电学特性

    摘要： 铁电场效应晶体管（FeFET）栅极上直接制备铁电BiFeO3界面存在困难是众所周知的。本文报道了针对FeFET应用优化的铁电/介电（BiFeO3/HfO2）栅堆叠结构及其制备方法。采用射频磁控溅射技术沉积BiFeO3、HfO2薄膜及其复合堆叠层。X射线衍射（XRD）分析显示，在500°C退火温度下BiFeO3主要呈现(104)、(110)晶向的钙钛矿相。XRD分析同时证实HfO2薄膜在400°C、500°C和600°C退火温度下均保持非晶态。多角度分析表明BiFeO3折射率随退火温度在2.98-3.0214范围内变化，HfO2薄膜折射率在2.74-2.9范围内变化。通过制备金属/铁电/硅（MFS）、金属/铁电/金属（MFM）、金属/绝缘体/硅（MIS）及金属/铁电/绝缘体/硅（MFIS）结构，获得了铁电材料、介电材料及其复合堆叠的电学特性。MFIS结构的电学特性显示：当缓冲介电层厚度为8nm时，其存储窗口从MFS结构的2.7V提升至4.65V。该结构还表现出40V击穿电压及超过9×10^9次循环的数据保持能力。

    关键词： 铁电体、高k电介质、耐久性、MFIS（金属-铁电体-绝缘体-半导体）、存储窗口

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 硅基氮化镓MISHEMT中陷阱引起的阈值电压不稳定性研究

    摘要： 研究表明，通过结合缺陷光谱学与双脉冲电流-电压测量发现，在Si(111)衬底上生长的商用AlGaN/GaN MISHEMT器件中，位于EC-0.90 eV能级的陷阱是导致阈值电压(VT)出现-1.8 V不稳定性的原因。该EC-0.90 eV陷阱存在于GaN缓冲层中，当漏极偏压在夹断区处于高位时会释放其中载流子，使陷阱能级升至GaN缓冲层的费米能级之上。该陷阱同时表现出快慢两种恢复过程：其快速恢复源于GaN缓冲层全深度范围内自由电子的补充，而慢速恢复则由耗尽自由电子浓度的俘获过程所致。TCAD仿真不仅验证了这一机制，还解释了为何该陷阱引发大幅负向VT偏移后缓冲层漏电流并未显著增加。这证明优化缓冲层设计对实现理想器件性能至关重要。

    关键词： 深能级瞬态谱（DLTS）、等温、硅基氮化镓（GaN-on-Si）、阈值电压不稳定性、金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MISHEMTs）、俘获过程、陷阱

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 硅基超薄势垒AlGaN/GaN异质结构上E/D模式GaN MIS-HEMTs的单片集成

    摘要： 在硅衬底上生长的超薄势垒（UTB）AlGaN/GaN异质结构上，制备了单片集成的增强/耗尽模式（E/D模式）氮化镓基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMTs）及其反相器。通过在UTB-AlGaN/GaN异质结构中采用渐变AlGaN背势垒，实现了E模式MIS-HEMTs高达+3.3 V的阈值电压（VTH）。所制备的MIS-HEMT反相器在8 V供电电压下具有7.76 V的高逻辑摆幅电压，且阈值电压迟滞及偏差小于0.2 V。UTB AlGaN/GaN-on-Si技术为基于MIS栅极的驱动器和功率晶体管的集成提供了良好平台。

    关键词： 单片集成、超薄势垒、氮化镓、增强/耗尽模式、金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管、反相器、氮化铝镓/氮化镓异质结构、硅衬底

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 钽含量对YbTaxOy电解质-绝缘体-半导体pH传感器结构特性与传感性能的影响

    摘要： 在本研究中，我们开发了具有超能斯特响应pH敏感特性的YbTaxOy传感膜，用于电解质-绝缘体-半导体（EIS）pH传感器。通过反应共溅射在硅衬底上沉积YbTaxOy传感膜，系统考察了钽含量对其结构特性与传感性能的影响。X射线衍射、原子力显微镜、二次离子质谱和X射线光电子能谱分别揭示了不同钽等离子体功率条件（80-160 W）下制备的YbTaxOy薄膜的结构、形貌、深度分布及化学特征。测试结果表明，在120 W工艺条件下制备的YbTaxOy EIS器件展现出最优性能：超能斯特灵敏度（70.24 mV/pH）、最低迟滞电压（1.5 mV）及最小漂移率（0.26 mV/h）。该优化条件可能实现了薄膜中YbTaO4化学计量比的精准调控与表面粗糙度的平衡，同时降低了晶体缺陷并抑制了YbTaxOy-Si界面的硅酸盐形成。这种超能斯特pH敏感特性源于钽离子掺杂Yb2O3形成化学计量比的YbTaO4薄膜，促使Yb从三价态向二价态转变，进而在氧化还原反应中实现每个Yb离子向两个质子转移一个电子的过程。

    关键词： 电解质-绝缘体-半导体（EIS）、传感特性、等离子体功率、pH灵敏度、YbTaxOy

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 用于气体传感的金属-绝缘体-金属纳米方环谐振器

    摘要： 本文报道了基于金属-绝缘体-金属（MIM）波导的三种方形环谐振器（SRR）设计方案。采用有限元法（FEM）模拟了该传感器结构的透射光谱和电场分布，全面研究了结构参数对光谱特性及传感性能的影响。所实现传感器的最高灵敏度与品质因数分别达到1320 nm/RIU和16.7。凭借优异性能与简易制备工艺，此类等离激元结构在集成光路与片上纳米传感器领域具有重要应用价值。

    关键词： 折射率传感器、方形环谐振器、有限元法、表面等离子体激元、金属-绝缘体-金属波导

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于直流电流母线分布式电源系统结构的多通道恒流LED驱动器分析与设计

    摘要： 本文系统研究了阳极凹槽对200毫米硅衬底上无金AlGaN/GaN门控边缘终端肖特基势垒二极管（GET-SBDs）反向漏电流、正向电压（VF）及动态特性的影响。通过增加阳极凹槽的原子层刻蚀（ALE）循环次数，我们发现：1）由于GET区域对沟道夹断的静电控制更优，反向漏电流得到显著抑制——经六次ALE循环处理的GET-SBDs实现了约1 nA/mm的中值漏电流和超过10^8的ION/IOFF比；2）考虑晶圆统计分布后，正向电压（约1.3 V）几乎不受ALE循环次数影响；3）当剩余AlGaN势垒层变得极薄时（如六次ALE循环情况），由于剩余AlGaN厚度与表面质量控制难度增大，主要源自GET区域的导通电阻可能出现离散；4）脉冲I-V特性测试显示GET-SBDs的动态正向电压对ALE工艺依赖性较弱，但动态导通电阻表现出更强的ALE工艺相关性。

    关键词： 原子层刻蚀（ALE）、200毫米、漏电、金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MISHEMT）、GET-SBD、二极管、AlGaN/GaN

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用激光诱导击穿光谱分析绝缘子上的盐混合物污染

    摘要： 输电线路绝缘子表面沉积污染物的成分会影响其闪络电压。目前电网中尚无快速在线检测该污染成分的方法。本文采用激光诱导击穿光谱（LIBS）分析绝缘子表面污染物。通常污染物中含有钠盐和钙盐，以及各种硫酸盐、碳酸盐和氯化物化合物。作为元素检测方法，LIBS只能测量特定元素含量（例如钙）。相同阳离子的多种化合物混合会影响LIBS信号。通过LIBS研究了混合比例对校准曲线和相对光谱强度的影响。制备了含不同钠钙比例的Na2CO3、NaHCO3、CaSO4和CaCO3样品，分析了不同混合比例下生成的钠钙校准曲线线性相关系数（R2）。结果表明：相同阳离子混合物的混合比例不会显著影响线性校准曲线。这一发现可大幅降低LIBS分析绝缘子复杂污染的难度。激光能量密度会影响被测元素的光谱特性，偏最小二乘回归（PLSR）模型能提高钠钙元素预测精度。

    关键词： 盐、绝缘体、校准曲线、激光诱导击穿光谱法、污染

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于NbO?薄膜的绝缘体-金属转变选择器中温度效应的研究

    摘要： 本文采用基于绝缘体-金属转变（IMT）效应而被视为具有应用前景的NbOx材料作为器件开关层，全面研究了其阈值转变特性，尤其关注温度依赖性。通过拟合验证发现高阻态（HRS）的导电机制为肖特基发射，且拟合结果表明：随着温度升高，肖特基势垒降低导致HRS电阻减小。根据傅里叶热传导定律，工作温度升高时温度波动范围缩小，使得阈值电压分布更窄。此外，升温会提高电子能量，使其更易诱发IMT，从而导致阈值电压降低。本研究为提升目标器件的热稳定性提供了可行方案。

    关键词： 选择器、绝缘体-金属转变（IMT）、阈值开关（TS）、肖特基发射

    更新于2025-09-23 15:21:01