掺钪AlN材料特性及HBAR器件性能研究

该文基于掺钪AlN薄膜制备了高次谐波体声波谐振器(HBAR),研究了钪(Sc)掺杂浓度对AlN压电薄膜材料特性及器件性能的影响。研究表明,当掺入Sc的摩尔分数从0增加到25%时,压电应力系数e₃₃增加、刚度 下降,导致Al₁-_xSc_xN压电薄膜的机电耦合系数 从5.6%提升至15.8%,从而使HBAR器件的有效机电耦合系数 提升了3倍。同时,当Sc掺杂摩尔分数达25%时,Al₁-_xSc_xN(x为Sc掺杂摩尔分数)压电薄膜的声速下降13%,声学损耗提高,导致HBAR器件的谐振频率和品质因数降低。     

新型高K栅介质ZrO2薄膜材料的制备及表征

采用超高真空电子束蒸发法制备了新型高 K栅介质-非晶 ZrO2薄膜. X射线光电子能谱 (XPS) 中 Zr3d5/2 和 Zr3d3/2 对应的结合能分别为 182.1eV和 184.3eV, Zr元素的主要存在形式为 Zr4+,说明薄膜由完全氧化的 ZrO2组成 ,并且纵向分布均一.扩展电阻法( SRP)显示 ZrO2薄膜的 电阻率在 108Ω@ cm以上,通过高分辨率透射电镜( HR- XTEM)可以观察 ZrO2/Si界面陡直,没有 界面反应产物 ,证明 600℃快速退火后 ZrO2薄膜是非晶结构.原子力显微镜( AFM)表征了薄膜的 表面粗糙度,所有样品表面都很平整,其中 600℃快速退火样品 (RTA)的 RMS为 0.480nm.     

新型高k栅介质材料研究进展

随着半导体技术的不断发展，MOSFET（metal-oxide-semiconductor field effect transistor）的特征尺寸不断缩小，栅介质等效氧化物厚度已小至nm数量级。这时电子的直接隧穿效应将非常显著，将严重影响器件的稳定性和可靠性。因此需要寻找新型高k介质材料，能够在保持和增大栅极电容的同时，使介质层仍保持足够的物理厚度来限制隧穿效应的影响。本文综述了研究高k栅介质材料的意义；MOS栅介质的要求；主要新型高k栅介质材料的最新研究动态；展望了高k介质材料今后发展的主要趋势和需要解决的问题。     

脉冲激光沉积SrBi2Ta2O9铁电薄膜电容特性研究

用ＰＬＤ方法成功地制备了ＳＢＴ铁电薄膜，并制作成Ｐｔ／ＳＢＴ／Ｐｔ薄膜电容器。ＳＢＴ薄膜的晶面取向以（００８）和（１１５）为主。在５Ｖ电压下，极化反转，并且得到较饱和的电滞回线，剩余极化强度和矫顽电场分别为８４μＣ／ｃｍ２和５７ｋｖ／ｃｍ。ＩＶ特性测试显示两个对称的双稳峰，并得到零电压下，面积为３１４×１０４μｍ２，厚度为０３５μｍ的电容器，电容约为５６０ｐＦ，介电常数约为６００。疲劳测试表明Ｐｔ／ＳＢＴ／Ｐｔ具有优良的抗疲劳特性。     

缓冲层对氮化镓二维生长的影响

报道了在射频等离子体（RF-Plasma)辅助的分子束外延（MBE）技术中，使用白宝石（0001）衬底，采用低温缓冲层工艺外延氮化镓（GaN)。通过原子力显微镜（AFM）的表面形貌比较及X射线双晶衍射（XRD）ω扫描摇摆曲线的分析，讨论了低温缓冲层成核机理及缓冲层生长温度与形成准二维生长的关系，确立了缓冲层的三维成核，准二维生长的生长机理，并在此基础上实现了氮化镓外延层更好地二维生长，进一步提高了氮化镓外延层的晶体质量。     

硅晶片双面超精密化学机械抛光

为提高硅晶片双面超精密抛光的抛光速率,在分析双抛工艺过程基础上,采用自制大粒径二氧化硅胶体磨料配制了SIMIT8030-Ⅰ型新型纳米抛光液,在双垫双抛机台上进行抛光实验.抛光液、抛光前后厚度、平坦性能及粗糙度通过SEM、ADE-9520型晶片表面测试仪、AFM进行了表征.结果表明:与进口抛光液Nalco2350相比,SIMIT8030-Ⅰ型抛光液不仅提高抛光速率40%(14μm/h vs 10μm/h);而且表面平坦性TTV和TIR得到改善;表面粗糙度由0.4728nm降至0.2874nm,即提高抛光速率同时显著改善了抛光表面平坦性和粗糙度.     

发射极δ掺杂的InGaAs/InPDHBT的特性分析

设计了一种新结构的InGaAs/InP双异质结晶体管(DHBT),其中发射结采用δ掺杂和阻挡层结构,集电极采用N+掺杂复合结结构.考虑隧穿作用和发射结空间电荷区复合电流的影响,计算了δ掺杂浓度和N+、n-层厚度等参数变化对InGaAs/InP DHBT电流、I-V输出特性、电流增益的影响,计算结果表明,随着这些参数值增大,InGaAs/InP DHBT输出特性逐渐改善.当δ掺杂浓度大于2×1012cm-3时,电流增益趋于饱和.     

基于杂质分凝技术的隧穿场效应晶体管电流镜

在全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)衬底上制备了一种新型隧穿场效应晶体管(TFET),并用相似的工艺方法制备金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)作为比较,分别基于两种器件构成基本电流镜电路,研究两种器件的基本性能和电路电流传输能力.两种器件均采用杂质分凝技术制备,在源漏与沟道的界面形成了陡峭的杂质分布,TFET也因此具备陡峭的隧穿结.两种器件的载流子输运机制不同,因此温度对电流的影响也不同,此外,不同于MOSFET的单极导通行为,TFET由于源漏两端均为重掺杂,表现为强烈的双极导通行为.测试发现,由TFET构成的电流镜电路的电流传输比高达97％,高于一般的TFET电流镜和实验中用于对比的MOSFET电流镜,且TFET电流镜的输出阻抗较高,约1 MΩ.这为TFET的研发与简单应用提供了参考.     

太赫兹量子级联激光器波导数值模拟

采用传输矩阵法(TMM)计算比较了太赫兹量子级联激光器两种波导限制方式(单面等离子波导和双面金属波导)的特点.结果表明双面金属波导的限制因子较单面等离子波导的限制因子有明显的提高,具有良好的模式限制作用,可以有效地降低波导层的厚度.