1 吉林建筑大学 寒地建筑综合节能教育部重点实验室，吉林 长春 130118
2 吉林建筑大学 电气与计算机学院，吉林 长春 130118
为了提高薄膜晶体管的性能，本文基于射频磁控溅射技术，采用氧化锌锡（ZTO）材料作为沟道层，在SiO2/p-Si衬底上制备高性能ZTO薄膜晶体管。采用AFM、XRD、UV-Vis研究了溅射功率对ZTO薄膜的表面形貌和光学性能的影响。使用半导体参数仪对ZTO薄膜晶体管进行电学性能的测试，利用XPS分析研究溅射功率对ZTO薄膜中元素组成和价态的影响，探索高性能薄膜晶体管的原理机制。实验结果表明，所有ZTO薄膜样品是非晶结构，表面致密，透光率均大于90%。适当增加溅射功率能够改善ZTO薄膜晶体管的电学性能。在90 W溅射功率下制备的薄膜晶体管综合性能较好，其饱和迁移率达到了15.61 cm2/（V·s），亚阈值摆幅为0.30 V/decade，阈值电压为-5.06 V，电流开关比为8.92×109。
薄膜晶体管 溅射功率 XPS分析 ZTO薄膜 thin-film transistor sputtering power XPS analysis ZTO thin film 强激光与粒子束
2024, 36(1): 013006
中国工程物理研究院 a.微系统与太赫兹研究中心, 四川成都 610200电子工程研究所, 四川绵阳 621999
双极型晶体管性能统计分布在电离辐射之后会发生变化, 从辐射前对称的正态分布转化为辐射后非对称的对数正态分布, 这一统计特性转化缺乏清晰的物理图像。为了从微观机理层次解释这一转化过程, 通过大样本定制晶体管电离辐射效应实验, 获得基极电流、界面陷阱电荷辐射前后的统计特性, 发现两者统计特性转化具有一致性。基于基极电流的解析物理模型分析发现辐射前后基极电流统计特性转化源自于界面陷阱电荷统计特性转化, 并基于中心极限定理给出了界面陷阱电荷辐射前后统计特性转化的物理解释, 即界面缺陷面密度的分散性转化源于多个随机变量以乘积形式实现界面缺陷物理过程。
电离辐射 双极型晶体管 统计特性 irradiation bipolar transistor statistical distribution 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(12): 1513
1 上海电力大学 电子与信息工程学院, 上海 200090
2 深圳锐越微技术有限公司, 广东 深圳 518172
无结纳米管场效应晶体管(JLNT-FET)和反转模式纳米管场效应晶体管(IMNT-FET)因具有较好的驱动能力和对短沟道效应 (SCE) 卓越的抑制能力而被关注, 自热效应 (SHE)作为影响其电热性能的关键问题而被广泛研究。文章基于TCAD数值仿真, 通过对环境温度(TA)、接触热阻(Rtc)以及侧墙长度(LS)对体传导的JLNT-FET和表面传导的IMNT-FET的最大晶格温度(TLmax)、最大载流子温度(TCmax)、漏极电流(IDS)和栅极泄漏电流(IG)等器件参数影响的分析, 对比研究了JLNT-FET和IMNT-FET中传导机制对电热特性的影响。结果表明, 较高的TA、较大的Rtc及较小的LS, 都会加剧器件的声子散射, 导致严重的SHE。同时, 由于传导机制的差异, 体传导受界面散射和声子散射影响较小, JLNT-FET具有更好的电热特性。
无结纳米管场效应晶体管 反转模式纳米管场效应晶体管 电热特性 自热效应 热载流子注入 junctionless nanotube FET inversion-mode nanotube FET electrothermal self-heating effect hot carrier injection
1 南京大学 产业技术研究苏州总院, 江苏 苏州 215000
2 南京大学 金陵学院, 南京 210094
3 上海航天电子技术研究所, 上海 201109
4 上海航天控制技术研究所, 上海 201109
光敏晶体管是空间飞行器光电编码器中的重要组成部分, 对空间高能质子引起的位移损伤效应较为敏感。文章通过试验获得了光敏管的核心参数输出电流与质子能量、位移损伤剂量、工作状态、屏蔽材料的关系。在50、60、70、92 MeV四种能量的质子辐照下, 器件输出电流及光电转换效率最大下降80%。晶体管内部光敏二极管初始光电流的下降和晶体管电流增益的下降共同作用造成了输出电流随位移损伤剂量的增加不断衰减。不锈钢和三明治屏蔽结构对60 MeV能量质子几乎没有遮挡效果。通过提高输入光照强度, 增大初始光电流, 可以降低位移损伤效应的影响。另外, 采用PIN型光电二极管, 增大耗尽区面积, 也是可行的加固方法之一。
光敏晶体管 高能质子 位移损伤效应 非电离能损 phototransistor high energy proton displacement damage effect non-ionizing energy loss
为了进一步提升P-GaN 栅HEMT器件的阈值电压和击穿电压, 提出了一种具有P-GaN栅结合混合掺杂帽层结构的氮化镓高电子迁移率晶体管(HEMT)。新器件利用混合掺杂帽层结构, 调节整体极化效应, 可以进一步耗尽混合帽层下方沟道区域的二维电子气, 提升阈值电压。在反向阻断状态下, 混合帽层可以调节栅极右侧电场分布, 改善栅边电场集中现象, 提高器件的击穿电压。利用Sentaurus TCAD进行仿真, 对比普通P-GaN栅增强型器件, 结果显示, 新型结构器件击穿电压由593 V提升至733 V, 增幅达24%, 阈值电压由0509 V提升至1323 V。
氮化镓高电子迁移率晶体管 增强型 击穿电压 混合帽层 GaN HEMT enhancement-mode breakdown voltage hybrid cap layer
南京邮电大学 集成电路科学与工程学院， 南京 210023
为满足小尺寸器件的ESD防护需求，基于Fin技术，提出了一种具有寄生SCR的STI双Fin结构。通过采用双Fin布局和深掺杂技术，减小了器件的基区宽度，避免了Fin技术中由弱电导调制导致的SCR无法开启的现象。仿真结果表明，相比于DFSD结构，新结构失效电流It2/Wlayout从21.67 mA/μm增加到28.33 mA/μm；触发电压Vt1从14.08 V减小到9.64 V。在ESD来临时，新结构能够实现有效的开启，泄放大电流。
鳍式场效应晶体管 电导调制 深掺杂 静电放电 FinFET conductivity modulation deep doping ESD
