检索结果-南通市图书馆

作者：陈启湖南大学

学位级别：硕士

后摩尔时代,随着晶体管尺寸的进一步微缩,基于传统半导体材料的器件性能受到限制。层状二硫化钼作为一种新型二维半导体材料,具有优异的光电学特性,且表面平整、无悬挂键,能克服短沟道晶体管的性能退化问题,如表面散射增强、迁移率下降... 详细信息

后摩尔时代,随着晶体管尺寸的进一步微缩,基于传统半导体材料的器件性能受到限制。层状二硫化钼作为一种新型二维半导体材料,具有优异的光电学特性,且表面平整、无悬挂键,能克服短沟道晶体管的性能退化问题,如表面散射增强、迁移率下降等。本论文围绕多层二硫化钼晶体管的低温特性,应用器件数值仿真工具并结合材料缺陷分析,深入剖析多层二硫化钼晶体管中的负跨导特性与器件机理,并从材料缺陷、沟道厚度及器件温度等方面展开综合讨论。本文主要研究内容包括:1.基于二硫化钼晶体管的实验转移特性,我们应用器件数值仿真,完整解析二硫化钼材料及器件系统的缺陷机制,揭示了二硫化钼晶体管中的本征导电特性。随后建立二硫化钼晶体管的数值结构,完成包含界面与材料体缺陷在内的器件模型的设置。2.在温度为200 K–300 K时,我们开展了二硫化钼晶体管的电学特性的模拟仿真,获得其转移特性曲线、输出曲线及跨导等,并进一步解析仿真中出现的器件特性变化的机制(如亚阈值摆幅减小、阈值电压增大)及缺陷的影响等。3.针对二硫化钼晶体管的低温负跨导现象(70 K),我们开展了低温器件模拟仿真,提取器件接触电阻、总电阻以及沟道内的载流子分布,并分析其对晶体管电学特性的影响以及与负跨导现象的联系。然后,将二硫化钼层厚度减小到德拜长度以下,并再次进行低温器件仿真,提取接触电阻、总电阻以及沟道内的载流子分布,解析二硫化钼层厚度对晶体管负跨导现象的影响。本论文通过二硫化钼晶体管的器件特性仿真,系统解释了二硫化钼材料与器件相关缺陷对晶体管的阈值电压负温度系数和低温负跨导现象的影响,揭示了缺陷对于二维材料晶体管电学性能的影响,为应用二维场效应晶体管中的缺陷工程实现功能器件的新结构提供了坚实的理论基础。

关键词：二维材料二硫化钼场效应晶体管负跨导缺陷数值仿真

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低功耗低相位噪声的互补型电流复用Colpitts VCO设计

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中国电子科学研究院学报 2019年第11期14卷 1174-1177页

作者：李相敏康壮长江大学文理学院

在本文中,提出了一种基于变压器的电流复用Colpitts压控振荡器(VC0),电路在互补型形式下,采用变压器,将N型Colpitts振荡器和P型Colpitts振荡器联合,为电路提供差分输出。该VC0由于采用了低噪声Colpitts振荡器结构和负跨导增强技术,因而... 详细信息

在本文中,提出了一种基于变压器的电流复用Colpitts压控振荡器(VC0),电路在互补型形式下,采用变压器,将N型Colpitts振荡器和P型Colpitts振荡器联合,为电路提供差分输出。该VC0由于采用了低噪声Colpitts振荡器结构和负跨导增强技术,因而实现了较低的相位噪声,并且由于电流复用技术的采用,所消耗的直流功耗降低了一半。基于0.13 pm CMOS工艺对VC0进行流片实现,芯片面积为0.53 mm×0.56 mm。芯片实测结果表明:该VC0的振荡频率为7.34~8.94 GHz,在8.2 GHz振荡频率下,取得了-115.3 dBc/Hz@l MHz的相位噪声。在1.2 V电压供电下,仅消耗了2.5 mW的功耗。将调谐范围计算在内的品质因数F0M为-195.4 dBc/Hz。

关键词： CMOS压控振荡器互补型电流复用负跨导

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利用可控掺杂优化MoTe2纳米器件性能

利用可控掺杂优化MoTe2纳米器件性能

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作者：柯宇轩深圳大学

学位级别：硕士

由于短沟道效应,硅基半导体器件的发展即将接近预测的5nm极限尺寸。石墨烯的发现引起了新型二维层状材料的研究热潮。因为二维材料具有均一的原子级别厚度、表面无悬挂键、高迁移率和低漏电流等特性,所以他们具有代替硅,成为下一代纳米... 详细信息

由于短沟道效应,硅基半导体器件的发展即将接近预测的5nm极限尺寸。石墨烯的发现引起了新型二维层状材料的研究热潮。因为二维材料具有均一的原子级别厚度、表面无悬挂键、高迁移率和低漏电流等特性,所以他们具有代替硅,成为下一代纳米电子器件的潜力,这也为延续摩尔定律提供了新方向。石墨烯具有高迁移率和跨导等特点,所以被应用于射频模拟晶体管,其截止频率可达数百千兆赫兹。但石墨烯缺乏带隙从而无法实现低的静态电流,这大大限制了它在数字逻辑电路场效应晶体管中的应用。而最近研究的新型二维层状半导体材料,过渡金属硫族化合物(Transition metal dichalcogenides,TMDCs)具有.0-2.0eV的带隙,且带隙宽度可以通过控制材料层数来调节。基于二维TMDCs的晶体管具有高开关比、低亚阈值摆幅(Subthreshold swing,SS)、高迁移率和低漏电流等特点,但它们通常只具有其本征的运输行为。基本功能器件,如二极管和逻辑反相器都依赖于同一半导体上不同的p、n型运输特性。而以报道的调控二维半导体材料载流子的修饰方法都是比较复杂且成本高昂。因此,本文中提出两种简单、可控的修饰方法。第一种方法是在150度低温下进行空气退火,可以引起少层碲化钼(Molybdenum ditelluride,MoTe)的载流子极性从n型到p型的连续、有效的调控。空穴迁移率能从0.1提高到28cmVs,体现了一种强空穴运输行为。基于这一调控特性,我们制备了MoTe互补型反相器,其增益高达108,这是所有基于MoTe材料制备的反相器中参数最高的。此外,这种处理方法使MoTe的吸收光谱向长波方向展宽,说明MoTe的禁带变窄。第二种方法是在空气下利用532nm激光对器件局部进行短时间照射。这种可控的局部处理方法也可以引起对多层MoTe的连续p掺杂效应,使基于二氧化硅(SiO)介电层的晶体管的SS从34降到1.1V/dec。其SS性能提高了近30倍,而电子迁移率略有上升,这表明该方法可以有效提高电子器件性能。基于这一局部p掺杂特性,我们成功制备了MoTe互补型反相器,其增益高达242,这是所有关于反相器研究报道中最高的。此外,我们改变激光束扫描条件使单一MoTe晶体管产生了明显的负跨导(Negative transconductance,NTC)特性,并基于这一特性,成功设计、制备了具有倍频性能的功能电路。在本研究中,我们提出了两种用来连续调控MoTe电学性质的简单且易实现的方法,其中激光束扫描法更是具有可控性。利用这一方法,我们可以制备基于SiO介电层高性能的晶体管,基于单一MoTe晶体管的倍频器和基于单一MoTe薄片的超高增益性能的反相器。因此,本文的研究为更简化和更高集成密度的集成电路发展铺平了道路。

关键词：亚阈值摆幅反相器碲化钼可控局部掺杂负跨导

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