Local charge neutrality condition, Fermi level and majority carrier density of a semiconductor with multiple localized multi-level intrinsic/impurity defects

For semiconductors with localized intrinsic/impurity defects, intentionally doped or unintentionally incorporated, that have multiple transition energy levels among charge states, the general formulation of the local charge neutrality condition is given for the determination of the Fermi level and the majority carrier density. A graphical method is used to illustrate the solution of the problem. Relations among the transition energy levels of the multi-level defect are derived using the graphical method. Numerical examples are given for p-doping of the CdTe thin film used in solar panels and semi-insulating Si to illustrate the relevance and importance of the issues discussed in this work.     

Pt对In2O3纳米线场效应晶体管电学性能的影响

氧化铟纳米线(In2 O3 NWs)因具有合适的禁带宽度、较高的电子迁移率等优异的电学性能,可应用于晶体管、存储器、传感器等而备受关注,成为研究的热点.本实验通过简单易行的化学气相沉积法生长了In2 O3纳米线,结合电子束光刻(EBL)成功制备了In2 O3纳米线场效应晶体管器件(Field effect transistor,FET),利用溅射系统在In2 O3 FET上沉积不同厚度的Pt,研究了Pt纳米颗粒对In2 O3 FET电学性能的影响.利用扫描电子显微镜、X射线衍射及光致发光光谱研究了In2 O3纳米线的形貌、组成及光学性能;利用X射线光电子能谱分析纳米线的元素化学价态和组成.通过分析沉积Pt前后In2O3纳米线FET的电学性能发现,沉积Pt纳米颗粒后场效应晶体管阈值电压(Vth)有向右偏移的趋势,开关比(Ion/Ioff)有所下降,载流子浓度降低,载流子迁移率增大.晶体管阈值电压(Vth)向右偏移可归因于沉积Pt后金属/半导体接触形成电子转移,此外纳米线的表面缺陷可以充当吸附位点,表面缺陷吸附的氧和水分子将捕获来自纳米线的自由电子,导致表面电子消耗,从而使得载流子浓度降低.研究结果表明,Pt金属纳米颗粒对In2 O3纳米线FET的电学性能存在一定的影响.     

GaAs／GaAlAs双异质结光波导开关内带隙的注入载流子感生变化

本文研究了ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ双异质结光波导开关内波导层带隙的载流子注入感生变化．给出了带隙变化值随注入载流子浓度变化的关系曲线，并与带填充理论和带隙收缩理论的计算结果进行了对比分析．     

f_（max）─载流子迁移率关系在高频HBT设计中的意义

在导出ＨＢＴ的最高振荡频率与载流子迁移率关系的基础上［１］,指出了多子在影响频率性能方面与少子同样重要,呈现的几何平均关系清楚地揭示出晶体管的“双极”工作原理。在比较Ｎｐｎ和ＰｎｐＨＢＴ的频率性能中给出了目前少子迁移率的选择方法。为了提高计算的正确性,提出应进行深入的少子迁移率测量研究,以能为计算提供系统的、可靠的实验数据。初步估算得出ＰｕｐＨＢＴ的ｆ（ｍａｘ）稍高于或等于Ｎｐｎ的ｆ（ｍａｘ）,最后,根据最高振荡频率与载流子迁移率的关系,对高频ＨＢＴ的最佳设计进行了比较系统的分析。     

氢化非晶硅中空穴与电子的俘获效应──PIN型非晶硅太阳能电池稳定性研究

通过应用Ｓｃｈａｒｆｅｔｔｅｒ－Ｇｕｍｍｅｌ解法数值求解Ｐｏｉｓｓｏｎ方程,对经高强度光辐照过的ＰＩＮ型非晶硅太阳能电池进行计算机数值模拟。结果表明,载流子俘获效应所造成的α－Ｓｉ：Ｈ中空间电荷净增加或减少都会使电池内部电场分布发生改变和准中性区（低场“死层”）的出现,使电池性能因光的长期辐照而衰退。本文还讨论了α－Ｓｉ：Ｈ中载流子俘获效应的研究在高稳定性ＰＩＮ型非晶硅太阳能电池研制中的重要性。     

直流磁控溅射制备ZnO薄膜的结构及电学性质研究

本文采用直流反应磁控溅射方法在平面玻璃上制备了ZnO薄膜.所得的ZnO薄膜利用X光衍射,扫描电子显微镜和原子力显微镜进行分析和表征.实验结果表明,ZnO薄膜的结构和电学性质与合成条件密切相关.并测试了ZnO薄膜的温差电动势,得出薄膜中的载流子浓度越大,温差电动势率越小;ZnO薄膜厚度越大,温差电动势率越小.本文对其结果进行了理论分析.     

热载流子效应及其对器件可靠性影响的研究

该文主要阐述了热载流子效应产生的物理机制及器件的退化,进一步介绍了在JEDEC标准中,对可靠性模型寿命计算做出的规范下,目前使用的三种寿命计算模型:衬底电流模型,Vd模型,Isub/Id模型(即:胡模型),基于这些模型对器件寿命的估算,将为集成电路设计中器件优化与工艺改进提供重要参考信息。     

我国首次制备CdS/ZnO核壳纳米线

正构建一维的具有异质结结构的材料是光电探测和气敏检测领域的研究热点。具有两种组分的核壳纳米线是构造光电探测器和气敏传感器的理想材料,CdS和ZnO两种材料分别在光电探测和气敏检测方面具有优异的性能,研究这两种材料构建的异质结和光电增强机理,对光电气敏传感器的开发具有重要意义。     

利用时域太赫兹波谱法的超高电场下砷化镓内能带耦合现象研究

利用时域太赫兹波谱系统,研究了超高电场下砷化镓中的非平衡载流子的动态运动过程.研究发现,当电场小于50 kV/cm时,电子运动所辐射出的太赫兹波信号的最初峰值ΔETHz(对应电子在Γ谷中的加速)随着电场的增加不断增大;当电场大于50 kV/cm时,ΔETHz随着电场的增大逐渐衰减并最终达到饱和.这一实验结果表明,当电场强度大于50 kV/cm时,由砷化镓中的电子的有效加速质量随着电场的增加而显著地增加(在300 kV/cm的情况下电子的有效加速质量约为低电场时的30倍).导致这一结果的原因是在超高电场的情况下砷化镓中的能带会发生强烈的混合.     

高应力氮化硅：应用与展望

随着集成电路特征线宽缩小到90nm以下,通过栅极厚度、栅极介电常数及结深提高器件性能已经不能满足工艺的要求,即使栅极厚度控制在5个原子层,而结深也只有10nm。顺应开关速度的要求,高应力氮化硅技术已经被广泛的研究。伴随氮化硅在栅极机构上施加的高应力,MOS器件的载流子迁移率可以得到很大的提高,其他器件性能也得到了不同程度的改善。具体而言,PMOS结构上的压应力能够提高空穴的迁移率,而NMOS结构上的张应力能够提高电子的迁移率。同时,高应力氮化硅作为金属前绝缘层（PMD）蚀刻停止层（ESL）也起着很重要的作用。