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材料科学与工程参考?？?|| 硅的局部氧化（LOCOS）
摘要： 硅作为集成电路最重要的半导体材料，其应用直接源于其氧化特性。二氧化硅（SiO2）是一种稳定的绝缘体，除其他多种用途外，它被用作金属-氧化物-半导体（MOS）器件的核心——栅极氧化层，以及MOS和双极型器件的横向隔离层。二氧化硅的介电常数约为空气的四倍，但该材料的稳定性、可重复性和可控性极佳，使其成为半导体行业中最优秀的隔离材料。
关键词： 二氧化硅（SiO2）、MOS器件、局部氧化工艺（LOCOS）、半导体、隔离材料、硅
更新于2025-09-10 09:29:36
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具有双层栅结构的硅纳米线场效应晶体管的阈值电压特性
摘要： 本文研究了具有双层栅结构的硅纳米线金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）的阈值电压特性。该器件因具备多项优势——其工作原理与无结纳米线晶体管相似、上层栅极（UG）的屏蔽效应可?；は虏阏OSFET免受外部电磁干扰、在短沟道与厚栅氧化层之间实现平衡、以及与传统MOS工艺兼容的制造流程——被认为是纳米器件在超大规模集成电路中最具应用前景的方案。文中测量并分析了阈值电压与栅长、UG偏压、衬底偏压、漏极偏压及温度的关系。此外，通过提出UG电场穿透效应来解释器件的短沟道特性，并建立分段曲线模型揭示阈值电压与漏极偏压关系的物理本质。这种双层栅结构技术为设计多种器件（如小信号模拟电路单元、单电子器件和量子比特单元）提供了可能。
关键词： 短沟道效应、硅纳米线（Si-NW）、阈值电压特性、MOS器件、双层栅结构
更新于2025-09-09 09:28:46
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铁电晶体管中的平衡艺术：这有多难？
摘要： 近年来，持续不断的尺寸微缩已不再被视为实现先进CMOS器件的充分手段。采用新材料和引入新器件架构等替代方案似乎成为前进方向。当前热门方案是利用铁电材料在开关栅极控制中获得正反馈效应。本研究详细阐述基于该思路的两种器件架构：负电容场效应晶体管（NC-FET）与压电场效应晶体管（π-FET），简要描述其工作原理并对比早期研究报道。为获得最优性能，NC-FET采用的铁电材料应具有较宽的极化-电场回线（即"硬"铁电材料），其最佳剩余极化值因器件架构而异，但学界普遍认为宜采用低值（如HZO锆钛酸铪）。π-FET则依赖压电系数，故其极化-电场回线应尽可能高（如PZT锆钛酸铅）。文献表明NC-FET在亚阈值摆幅和导通电流方面表现更优，但由于其工作原理基于较大极化变化，与π-FET不同，最大速度成为关键问题。因此针对未来低功耗CMOS，建议采用芯片级混合方案——集成这两种器件架构并使用兼具高压电系数的硬质铁电材料。
关键词： 互补金属氧化物半导体、负电容、压电材料、场效应晶体管、MOS器件、功耗、铁电材料
更新于2025-09-09 09:28:46