忆阻器是一种新型的非易失性存储器,具有结构简单、功耗低、集成密度高、类突触性质等特点。忆阻器主要以交叉阵列的形式作为人工突触,被用于构造人工神经网络,然而,忆阻器的交叉阵列面临着潜在的通路漏电流问题,这阻碍了忆阻器的进一步应用。文章简要分析了忆阻器堆叠交叉阵列产生漏电流的原因,主要介绍了二极管-忆阻器、选通器-忆阻器、晶体管-忆阻器等多种抑制漏电流的方案,总结并展望了超大规模集成忆阻器的应用前景。

提出了一种用于降低触发电压的两级防护SCR(TSPSCR)。在传统LVTSCR中植入P-ESD层, 增设额外的二极管。因为P-ESD层的掺杂浓度较高, 该器件能更早发生雪崩击穿而触发第一级泄流路径, 从而开启第二级泄流路径。Sentaurus TCAD仿真结果表明, 该器件的触发电压从传统器件的10.59 V降低至4.12 V, 维持电压为1.25 V, 1 V直流电压下漏电流仅为7.85 nA。优化后的TSPSCR适用于先进1 V工作电压的电路中。

提出了一种新型隐埋缓冲掺杂层(IBBD)高压SBD器件, 对其工作特性进行了理论分析和模拟仿真验证。与常规高压SBD相比, 该IBBD-SBD在衬底上方引入隐埋缓冲掺杂层, 将反向击穿点从常规结构的PN结保护环区域转移到肖特基势垒区域, 提升了反向静电释放(ESD)能力和抗反向浪涌能力, 提高了器件的可靠性。与现有表面缓冲掺杂层(ISBD)高压SBD相比, 该IBBD-SBD重新优化了漂移区的纵向电场分布形状, 在保持反向击穿点发生在肖特基势垒区域的前提下, 进一步降低反向漏电流、减小正向导通压降, 从而降低了器件功耗。仿真结果表明, 新器件的击穿电压为118 V。反向偏置电压为60 V时, 与ISBD-SBD相比, 该IBBD-SBD的漏电流降低了52.2%, 正向导通电压更低。

对不同几何尺寸的8型栅NMOS,在受到总剂量辐射影响时其电参数特性的损伤或退化特性,以及与常规结构抗总剂量能力或参数损伤变化比较的异同进行了研究。研究结果表明,栅源重叠宽度和宽长比对8型栅关态漏电流的影响相比直栅可以忽略不计; 任一几何尺寸8型栅NMOS饱和漏极电流在不同辐射总剂量下相比直栅有着良好的稳定性。同时,小宽长比8型栅饱和漏极电流的差异来源于栅源重叠宽度的不同,大宽长比8型栅饱和漏极电流的大小不再受到栅源重叠宽度的影响; 180 nm工艺下不同几何尺寸8型的栅阈值电压在测试中都稳定在0.41 V,显著优于直栅。

碲锰镉(CdMnTe)作为性能优异的室温核辐射探测器材料, 可用于环境监测和工业无损检测领域。本文中采用Te溶剂Bridgman法生长In掺杂Cd0.9Mn0.1Te晶体, 制备成10 mm×10 mm×2 mm大小的室温单平面探测器, 研究了该探测器对241Am@59.5 keV γ射线源的能谱响应。通过表征红外透过率、电阻率以及探测器能谱响应等参数, 综合评定了探测器用CdMnTe晶体的质量、电学和探测器性能。结果表明, 晶片的红外透过率均在55%以上, 最好可达到60%。采用湿法钝化, 100 V偏压下的漏电流由钝化前的9.48 nA降为钝化后的7.90 nA, 钝化后的电阻率为2.832×1010 Ω·cm。在-400 V反向偏压下, CdMnTe探测器对241Am@59.5 keV γ射线源的能量分辨率在钝化前后分别为13.53%和12.51%, 钝化后的电子迁移率寿命积为1.049×10-3 cm2/V。研究了探测器的能量分辨率随电压的变化特性, 当偏压≤400 V时, 探测器的能量分辨率主要由载流子的收集效率决定, 而当偏压>400 V时, 能量分辨率由漏电流决定。本文研究结果表明, Te溶剂Bridgman法生长的CdMnTe晶体质量较好, 电阻率和电子迁移率寿命积满足探测器制备需求。

为快速解决大尺寸薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)产品中的高温竖向串扰(V-CT)不良, 本文研究了漏电流与V-CT现象间的定量关系, 用以指导TFT特性相关工艺的调整。首先, 基于V-CT电压梯度曲线及TFT开关实际工作状态下的漏电流, 建立了一种定量表征漏电流的大小和V-CT严重程度间关系的测试方法。然后, 应用此方法对客户端评测画面(CT-SEC)下发生的高温V-CT进行研究, 实验结果表明: V-CT电压梯度曲线可以较好地匹配总体漏电流Ioff_total渐变规律。高温初始及长期信赖性评价条件下, V-CT不良的发生同显示面板面内的光照漏电流Ioff(Vgl_GOUT-Vpixel_255-)强相关。

多铁功能材料在现代生产生活中有举足轻重的作用。本文采用溶胶-凝胶法以硝酸铁、硝酸铋、硝酸钆、硝酸钴为原料, 乙二醇甲醚为溶剂, 柠檬酸作螯合剂制成前驱体溶液, 通过旋涂法在Pt/Ti/SiO2/Si及ITO衬底上合成Bi0.85Gd0.15Fe1-xCoxO3 (x=0, 0.04, 0.08, 0.12)薄膜, 研究了Gd3+、Co3+共掺杂对薄膜铁电性能、磁学性能及光学带隙的影响。XRD结果表明所有薄膜均呈(111)方向的菱形结构, SEM结果表明共掺杂可以细化晶粒。根据铁电性和漏电流测试分析结果可知在Co3+掺杂量为8%时最大剩余极化值达到2Pr=15.71 μC/cm2, 所有样品的漏电流传导机制均为欧姆传导机制。根据磁学性能测试分析结果可知, 共掺杂可以有效增强薄膜的饱和磁化强度, 且在Co3+掺杂量为8%时最大饱和磁化强度达到37.78 emu/cm3。根据吸收光谱及Tauc公式拟合结果可知共掺杂可以有效减小薄膜的光学带隙且随着掺杂量的增加光学带隙逐渐减小, 在Co3+掺杂量为12%时光学带隙减小到1.96 eV。

CCD图像传感器电极间漏电流是反映CCD器件可靠性的一个关键参数, 在CCD图像传感器的生产过程中, 对其电极间漏电流测试是一个重要的检测筛选环节。基于一种漏电流自动化测试方法, 设计了一种CCD电极间漏电流自动化测试系统。该系统可根据不同种类CCD器件, 自定义被测信号名称、测试通道地址和测试判据, 通过计算机软件控制自动循环扫描, 自动采集漏电电流数据, 形成标准测试报表。该系统具有设置灵活、操作方便、自动化测试等优点, 可有效提升CCD生产检查筛选过程中的测试效率和测试设备的通用性。

实验制备了级联倍增InAlAs/InAlGaAs雪崩光电二极管, 对二极管暗电流随台面直径和温度的变化进行了研究分析。结合暗电流函数模型, 利用Matlab软件对暗电流的各成分进行了数值计算, 并仿真研究了芯片结构的缺陷浓度Nt和表面复合速率S对暗电流的影响。结果表明, 二极管暗电流主要来自于体暗电流, 而非表面漏电流。在工作点偏压90V处, 受缺陷影响的缺陷辅助隧穿电流Itat在暗电流中占据了主导, 并推算出了芯片结构的缺陷浓度Nt约为1019m-3、吸收区中的缺陷浓度NInGaAs约为7×1015m-3。由于芯片结构的缺陷主要来源于InAlAs/InAlGaAs倍增区和InGaAs吸收区, 而吸收区缺陷占比很少, 因此认为缺陷主要来自于异质结InAlAs/InAlGaAs倍增区。