Si衬底GaN基材料及器件的研究

GaN具有禁带宽、热导率高等特点,广泛应用于光电子和微电子器件领域.Si衬底GaN基材料及器件的研制将进一步促进GaN基器件与传统器件工艺的集成,因而具有很高的研究价值.介绍了Si衬底GaN基材料生长及特性方面的研究现状和GaN基器件的进展情况.     

GaN器件需要更好的衬底

根据市场研究公司Stragegies Unlimited最近发表的报告“GaN基器件衬底:性能比较与市场评估”,蓝—紫激光二极管、紫外LED以及高功率RF器件日益增长的需求将为先进衬底如GaN和AlN提供巨大的市场机遇,GaN和AlN将是提供晶格匹配和热特性用的制造高性能器件所必不可少的。根据市场     

Si衬底氮化物LED器件的研究进展

通过对比分析目前氮化物LED的三种主要衬底即蓝宝石、SiC与Si的技术特点,指出了发展Si衬底LED的重要意义。详细介绍了目前国内外Si衬底LED的研究现状,解析了在Si衬底上制备LED的多种新型技术,主要包括以提高薄膜沉积质量为目的的缓冲层技术、激光脱离技术、图案掩模技术、阳极氧化铝技术,以及以提高光提取率为宗旨的镜面结构技术和量子阱/量子点技术。这些新型技术与传统的MOCVD,HVPE,MBE等制备技术相结合,在很大程度上克服了Si衬底的不足,使Si衬底上氮化物LED展现出广阔的发展前景。     

基于硅衬底静电感应晶体管器件仿真与研究

针对静电感应晶体管理论研究迟滞于实践过程,文中利用软件Silvaco Tcad,从器件仿真入手,对影响硅基表面栅静电感应晶体管器件电学性能进行了理论研究。仿真得到了反偏栅压约为0 V、漏电压＜20 V时,器件表现类五极管饱和特性曲线,器件电流约为10-5 A,此时沟道状态为预夹断。当反偏栅压为-1.5 V、漏电压逐渐增大到300 V时,器件表现为类三极管不饱和特性曲线,器件电流约为10-6 A,此时沟道状态为完全夹断,研究结果静电感应晶体管工艺实践提供了参考。     

在硅衬底上制作光器件

<正>据日本《电视学会志》1991年第8期报道,日本NTT的光电研究所首先成功地在硅衬底上嵌入性质不同的光器件,并在常温下能够连续1000小时以上稳定振荡发光。 通常,硅器件没有发光功能,在光器件中大都采用GaAs和InP等化合物半导体。于是研究在硅衬底上集成光器件的混合器件,但由于各种材料热膨胀系数不同。在晶体中还产生缺陷,发光时间仅为十几小时。     

柔性衬底黄光有机小分子电致发光器件

彩溅射技术在透明的塑性材料聚对苯二甲酸乙二酯（ＰＥＴ）薄膜之上形成一层ＩＴＯ导电膜,并对此替代常用的玻璃衬底制备了黄光柔性衬底有机小分子电致发光器件的结构为ＰＥＴ／ＩＴＯ／Ａ１ｑ３：Ｒｕｂ／Ａ１ｑ３／Ａ１。器件在１４Ｖ时亮度为１２０ｃｄ／ｍ＾２,并且器件在弯曲较大角度时仍然能正常使用,达到了使用柔性衬底的目的。     

GaAsSOI衬底上PHEMT器件特性演示

利用分子束外延生长了 Ga As/Al As/Ga As夹层结构材料 ,通过侧向湿法热氧化技术 ,成功制作了Ga As SOI衬底 ,并在其上生长了 PHEMT材料结构。X射线双晶摇摆曲线分析证明材料结构完整 ,晶体质量良好。器件结果显示了优良的 I-V特性 ,零偏压下漏源电流为 3 2 0 m A/mm,最大跨导为 2 5 0 m S/mm,器件具有良好的夹断性能 ,极好的电荷控制能力和高线性特性     

磁性电极作为衬底的有机电致发光器件

有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Device, OLED)已成为当今最热门的研究领域之一。以钛酸锶(100)作为基底, 采用RF磁控溅射镀膜系统制成磁性电极La1-xSrxMnO3(LSMO)薄膜, 为了增加钛酸锶基底LSMO薄膜的透光率, 对该基底进行了双面光学抛光。在此基础上, 以LSMO为衬底, 制作了结构为LSMO/NPB/Alq3/CsF/Mg:Ag的有机电致发光器件。器件大约在14 V时启亮, 在25 V时, 器件达到最大亮度。在磁场作用下, 研究了器件的亮度-电压-电流特性。在大约150 mT磁场下, 器件的发光亮度增大10%。研究结果表明: 由于经LSMO注入发光层内部的电子和空穴自旋方向被部分极化, 发光层单线态与三线态激子的形成比率增加。由于发光材料Alq3是单线态有机材料, 因而, 器件发光亮度增大。     

nMOSFET中衬底偏压对衬底电流的影响研究

研究了基于90 nm CMOS工艺的nMOSFET中正负衬底偏压VB对衬底电流IB的影响.衬底电流IB在0 V＜VG＜1 V时变化比较明显,IB随VB正偏压的增加而增大,随VB负偏压的增加而减小.这是因为在这一区间内对IB起主导作用的漏电流ID主要为亚阈值电流,而VB对与亚阈值电流紧密相关的阈值电压VTH会产生较大影响.进一步研究发现,衬底电流峰值IBMAX与VB在半对数坐标下呈线性关系.实验结果验证了VB对IB的这一影响机制在不同VD下的普适性.给出了相关的物理机制.     

国产4H-SiC SI衬底MESFET外延生长及器件研制

以国产衬底实现SiC加工工艺链为目标,采用国产4H-SiC半绝缘衬底材料外延得到4H-SiC MESFET结构材料.外延片XRD半宽43.2 arcs,方块电阻121点均匀性18.39%,随后制备出的具有直流特性的4H-SiC MESFET器件管芯,器件总栅宽250 μm,饱和电流密度680 mA/mm,跨导约为20 mS/mm,在20 V下的栅漏截止漏电为10 μA,2 mA下栅漏击穿电压为80 V.比例占总数的70%以上.初步实现从衬底到外延,进而实现器件的完整工艺链,为进一步的工艺循环打下良好基础.     

漏及衬底偏压对深亚微米工艺器件总剂量效应的影响

本文对采用0.18?m工艺制造的NMOS器件辐射总剂量效应进行了研究。对晶体管进行了不同剂量的₆₀Co辐射实验,同时测试了辐照前后晶体管电学参数随漏、衬底偏压的变化的规律。采用STI寄生晶体管模型来解释晶体管的关态漏电流及阈值电压漂移性质。3D器件仿真验证了模型的准确性。     

低温NMOS器件衬底电流的测试与分析

本文测量了低温(77K)下NMOSFET的衬底电流随偏置电压V_(GS)、V_(DS)和V_(BS)的变化曲线以及衬底电流与应力作用时间的关系。并与常温(300K)下进行了比较。测量结果表明:低温(77K)下NMOSFET的衬底电流比常温(300K)下增大了一个数量级。最后,分析了电场对衬底电流的影响,讨论了低温下衬底电流增大的物理机理。     

硅衬底上制作GaAs两层器件

<正> 据报道日本冲电气在 Si 衬底上直接形成可制作器件的 GaAs,继而完成 GaAs 三维电路元件。Si 衬底上的 GaAs 晶体由 MOCVD 法生成,用直接离子注入法,最终制成17级 E/D 结构的环形振荡器。栅长1μm,栅宽10μm 的典型器件的跨导为240mS/mm,环形振荡器的 t_(pd)是51ps/门,t_(ps)·p 是10.4,fJ/门(t_(pd)为63ps/门),这些数值几乎与平常的 GaAs 器件一样。     

传导电磁干扰对绝缘衬底上硅工艺器件的影响研究

为了研究绝缘衬底上硅(SOI)工艺器件在传导干扰下的电磁抗扰度特性,分别选用了SOI CMOS工艺和体硅CMOS工艺的CAN控制器,基于直接功率注入法对芯片进行了抗扰度测试,结果表明SOI芯片与体硅芯片的抗扰度阈值曲线的变化趋势基本相同,但在个别引脚和频段内SOI芯片具有更强的抗干扰能力。在不同工作温度下进行了抗扰度测试,结果表明SOI芯片在高温环境下具有较强的抗干扰能力。     

横向超结器件衬底辅助耗尽效应的研究与展望

横向超结双扩散MOS (SJ-LDMOS)的性能优越,在高压集成电路和功率集成电路中具有广阔的应用前景,而衬底辅助耗尽效应是制约横向超结功率器件性能的重要因素之一.分析了SJ-LDMOS衬底辅助耗尽效应的产生机理,总结了当前国内外消除SJ-LDMOS衬底辅助耗尽效应的技术,比较了各种技术的比导通电阻与击穿电压的关系.最后,从设计技术、工艺及理论模型三个方面,对横向超结器件的发展方向进行了展望.     

关于超薄埋氧层及超薄SOI的MOSFET器件衬底掺杂的设计研究

The importance of substrate doping engineering for extremely thin SOI MOSFETs with ultra-thin buried oxide(ES-UB-MOSFETs) is demonstrated by simulation.A new substrate/backgate doping engineering,lateral non-uniform dopant distributions(LNDD) is investigated in ES-UB-MOSFETs.The effects of LNDD on device performance,V t-roll-off,channel mobility and random dopant fluctuation(RDF) are studied and optimized.Fixing the long channel threshold voltage(V t) at 0.3 V,ES-UB-MOSFETs with lateral uniform doping in the substrate and forward back bias can scale only to 35 nm,meanwhile LNDD enables ES-UB-MOSFETs to scale to a 20 nm gate length,which is 43% smaller.The LNDD degradation is 10% of the carrier mobility both for n MOS and p MOS,but it is canceled out by a good short channel effect controlled by the LNDD.Fixing V t at 0.3 V,in long channel devices,due to more channel doping concentration for the LNDD technique,the RDF in LNDD controlled ES-UB-MOSFETs is worse than in back-bias controlled ES-UB-MOSFETs,but in the short channel,the RDF for LNDD controlled ES-UB-MOSFET is better due to its self-adaption of substrate doping engineering by using a fixed thickness inner-spacer.A novel process flow to form LNDD is proposed and simulated.     

在金属衬底上外延生长Ⅲ族氮化物及相关器件

通过分析对比蓝宝石衬底和金属衬底上外延生长Ⅲ族氮化物及相关器件的优缺点,指出了金属所具有的独特优异的物理及化学性能,以及金属作为衬底外延生长Ⅲ族氮化物及相关器件的重大意义。详细介绍了国内外在金属衬底上外延生长Ⅲ族氮化物及相关器件的研究状况及所发展的相关外延技术。相比金属有机物气相沉积技术和分子束外延技术,脉冲激光沉积技术可以实现Ⅲ族氮化物的低温外延生长,从而克服金属有机物气相沉积技术和分子束外延技术采用的高温生长而导致金属衬底与外延薄膜间发生的剧烈界面反应,可以直接在金属衬底上外延生长Ⅲ族氮化物及相关器件。脉冲激光沉积技术为在金属衬底上外延生长Ⅲ族氮化物及相关器件开拓了广阔的前景。     

半绝缘GaAs衬底中AB微缺陷对MESFET器件性能的影响

研究了LEC 法生长SI-GaAs衬底上的AB微缺陷对相应的MESFET器件性能(跨导、饱和漏电流、夹断电压)的影响.用AB腐蚀液显示AB微缺陷(AB-EPD:103～104cm-2量级),用KOH腐蚀液显示位错(EPD:104cm-2量级),发现衬底上的AB微缺陷对器件性能及均匀性有显著影响.随着AB-EPD的增大,跨导、饱和漏电流变小,夹断电压的绝对值也变小.利用扫描光致发光光谱(PL mapping) 对衬底质量进行了测量,结果表明衬底参数好的样品,PL参数好,相应器件的参数也好,从而有可能制作出良好的器件.