Si纳米线场效应晶体管研究进展

从Si纳米线场效应晶体管(SiNWFET)的结构原理、Si纳米线的制作工艺以及器件电学性能的改善措施三个方面介绍了SiNWFET的研究进展。通过分析SiNWFET的漏极电压对沟道电势的影响,表明SiNWFET自身的细沟道和围栅结构对于改善亚阈值特性和抑制短沟道效应起着关键作用。针对Si纳米线的制备,介绍了光刻、刻蚀与热氧化等自上而下的方法和气-液-固生长这种自下而上的方法。分析了SiNWFET的电学性能,探讨了为改善电学性能而进行的器件结构和工艺的改进,包括选择沟道取向,采用多条纳米线、应变纳米线或新材料作为沟道以及减小源-漏接触电阻等措施。最后对SiNWFET所面临的挑战和前景作了展望。

氮化铝面内伸缩模态谐振器的研究现状

综述了氮化铝面内伸缩模态的射频MEMS谐振器。氮化铝面内伸缩模态谐振器(contour-mode resonator,CMR)利用了氮化铝薄膜的压电效应,由器件的机械谐振再通过机电转化实现谐振功能,基本结构为电极层-氮化铝层-电极层。当前研究的两种典型的器件结构为方形振子梳齿电极结构和圆盘振子电容式结构。概述了氮化铝CMR的制备工艺,并重点介绍了磁控溅射法生长薄膜和ICP刻蚀等主要工艺环节。分别对氮化铝CMR的谐振频率、品质因子、温度稳定性和动态电阻等主要性能参数进行了理论分析,针对谐振器各参数的提升给出了具体的改进方向,同时讨论了某些性能的提升所带来的负面影响。氮化铝CMR具备面内集成的优点,随着器件频率的提高,将在无线通信领域具有广阔的应用前景。

GaAs/Si直接键合用GaAs表面化学活化技术

研究了GaAs/Si疏水性直接键合技术中GaAs表面化学活化关键工艺,对比分析了不同体积分数的HF和HCl溶液作为表面活性处理剂时对GaAs表面进行活化处理的结果。发现用HCl和H2O溶液处理GaAs晶片得到的表面均方根粗糙度要优于用HF处理得到的结果,并且将处理过的GaAs晶片与Si片进行直接键合,发现用HCl进行表面活化的GaAs晶片与Si片键合的成功率要高于用HF进行表面活化的GaAs和Si键合。在200,300和400℃条件下,采用HCl和H2O体积比为1∶10的溶液处理的GaAs晶片与Si片都成功键合,并且200℃条件下键合后的界面质量较好。

针对一种多模式逻辑单元结构FPGA的工艺映射

结合FPGA设计的特点,提出一种可灵活配置的多模式FPGA逻辑单元结构及对其进行工艺映射的工具VMAP.该工具中除了采用一般的工艺映射算法外,还结合逻辑单元结构特点提出了专门的合并优化算法.该算法基于图的最大基数匹配,将部分查找表进行合并,减小了映射结果的面积开销.实验结果表明,对于标准的测试电路,结合文中的逻辑单元结构和合并算法得到的工艺映射结果平均可以减少15.7%的基本逻辑单元使用个数.

新型硅薄膜太阳能电池混合陷光结构

针对应用于薄膜太阳能电池的一种混合陷光结构进行了分析研究,该结构由位于电池正面的电介质颗粒和位于电池背面的金属颗粒构成.运用有限时域差分法模拟分析了正面电介质颗粒与背面金属颗粒对光吸收增强的不同作用范围.运用电场图分析了其对光吸收增强的机制,包括两种颗粒的散射作用和金属纳米颗粒的表面等离子体近场增强作用.分别优化了正面电介质颗粒和背面金属颗粒的材料、大小等参量,获得了一种优化后的混合陷光结构.实验表明带有这种混合陷光结构的电池短路电流密度相对于参考电池提高了30.3%,该方法为提高薄膜太阳能电池效率提供了新思路.

基于浓硼扩散层的硅纳米线谐振子制备

纳机电系统(NMES)由于具有体积小、智能化、可靠性高等优点而被广泛研究。其中纳米线谐振子的本征频率能够达到MHz甚至GHz,可应用于各种高性能的质量传感器、谐振器、滤波器等。但是,要制备形貌规则可控的纳米线谐振子,对加工技术要求很高。目前急需一种工艺简单、重复性好、三维尺度可控的硅纳米线制备方法。本文重点研究了基于浓硼扩散层的可集成硅纳米线谐振子的制备方法。该方法采用电子束光刻定义可控尺度硅纳米线,并利用TMAH腐蚀自停止效应实现谐振子的释放。文中还采用SEM对所制备的纳米线谐振子进行了表征。实验结果表明,基于浓硼扩散层制备的硅纳米线谐振子形貌规则,结构可控可调。该方法能够实现可控制的大面积、高产率、低成本、可集成的硅纳米线谐振子制备。

锑化物二类超晶格热电材料:能带结构、热电性能、制备与测试

热电器件由于结构简单、可靠性好、无污染等优点,在微电子、能源等领域具有广泛的应用。探索具有高热电优值(ZT)的新材料是近些年来的研究热点。超晶格材料由于独特的量子限制效应和声子界面散射,ZT值比块体材料大幅度提高。而锑化物二类超晶格与传统超晶格不同,其禁带呈错开状,由此又可以带来热电性能新的变化。阐述了锑化物二类超晶格的能带结构以及能够获得高ZT值的优势,介绍了其热电机理和研究进展,以及当前该类超晶格的制备工艺和测试方法。

内嵌InAs量子点的场效应晶体管特性研究

研究了内嵌InAs量子点的异质结场效应晶体管在室温和低温下的电学特性,获得了量子点影响下器件的输出特性曲线。在室温下,通过分别测试在近红外光照和量子点充电条件下器件的Ⅰ-Ⅴ特性,证明了量子点通过类似纳米悬浮栅的作用,对邻近沟道的二维电子气施加影响。在低温下观察到器件漏电流出现负微分电导现象。这一现象可由2DEG和量子点之间的共振隧穿来解释。这些结果提供了一种新的操作传统场效应晶体管的方法,并有望制成新型量子点存储器。

干涉型与谐振型集成光学陀螺的比较

对干涉型集成光学陀螺(IIOG)和谐振型集成光学陀螺(RIOG)进行了比较。为使两者具有可比性,两种陀螺采用相同参数的光路器件、相近的偏置调制方法以及相同面积和传输损耗的光波导萨尼亚克(Sagnac)效应敏感环。推导了采用方波调制的干涉型集成光学陀螺和采用三角波调制的谐振型集成光学陀螺的散粒噪声灵敏度的准确表达式,通过优化波导器件参数计算得到两种陀螺最优的散粒噪声灵敏度。结果表明:随着光波导传输损耗的降低,干涉型集成光学陀螺的散粒噪声灵敏度要优于谐振型集成光学陀螺。随着超低损耗光波导技术的发展,干涉型集成光学陀螺在精度提高上具有较大潜力。