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使用差分孔径 X 射线显微镜对高电子迁移率晶体管中的残余应变场进行无损深度分辨表征
a 宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系 b 宾夕法尼亚州立大学机械工程系 c 阿贡国家实验室 X 射线科学部
通过优化界面层厚度实现低肖特基势垒接触的 MoS2 晶体管
摘要：二硫化钼（MoS 2 ）因其较大的带隙、良好的机械韧性和稳定的物理性能而受到研究者的广泛关注，成为下一代光电器件的理想材料。但较大的肖特基势垒高度（ Φ B ）和接触电阻是阻碍大功率 MoS 2 晶体管制备的障碍。详细研究了具有两种不同接触结构的 MoS 2 晶体管的电子传输特性，包括铜（Cu）金属-MoS 2 通道和铜（Cu）金属-TiO 2 -MoS 2 通道。通过调整金属和 MoS 2 之间的 TiO 2 夹层的厚度来优化接触。具有 1.5 nm 厚 TiO 2 层的金属-夹层-半导体（MIS）结构具有较小的肖特基势垒，为 22 meV。结果为设计 MIS 接触和界面以改善晶体管特性提供了参考。
采用原子层沉积封装提高原子层稳定性 $_{\text{2}}$ 这 $_{\text{3}}$ 晶体管的可靠性特性
摘要 — 超薄 In 2 O 3 和其他最近探索的低热预算超薄氧化物半导体已显示出用于后端 (BEOL) 兼容逻辑层和单片 3-D (M3-D) 集成的巨大前景。然而，这些富含缺陷的原子级薄通道的长期稳定性和可靠性尚未得到深入探索。在这里，我们通过室温正偏压不稳定性 (PBI) 和负偏压不稳定性 (NBI) 实验研究了具有 1.2 纳米厚原子层沉积 (ALD) 生长的 In 2 O 3 通道的晶体管的长期可靠性。观察到的行为很大程度上可以用陷阱中性能级 (TNL) 模型来解释。已经开发出一种减少参数漂移的方法，使用顺序封装并通过 O 2 等离子体处理进行 VT 工程。经过处理后，正、负栅极偏压应力下的长期 VT 偏移幅度均有所降低，而负偏压应力下的其他晶体管参数也趋于稳定。在所有情况下，亚阈值摆幅 (SS) 都不会随时间而变化，这表明应力引起的界面缺陷形成于导带下方很远的地方（如果有的话）。
溶液处理的钙钛矿场效应晶体管人工突触
和非结构化数据。[1,2] 在大脑中，信息储存在突触中，突触中有一个裂缝连接两个神经细胞（神经元）。 当输入刺激到达前神经元时，神经递质会从前神经元分泌出来，与后神经元上的受体结合，并调节离子传输通道（图 1a）。[3] 离子通过通道的动态通过激活/停用离子通透性通道的形成（即电导更新）在增强/减弱突触权重方面起着至关重要的作用。[3] 根据突触前刺激，突触权重会暂时维持或持续数分钟、数小时甚至更长时间，并可充当记忆状态。 开发一种通过类似离子的动力学更新电导的人工突触将非常接近地模拟生物突触的行为，并最终可以模拟各种生物神经操作。漂移忆阻器已经成功模拟了具有长期增强 (LTP) 和长期抑制 (LTD) 特性的电导更新，但本质上是随机的 [4] 并且需要额外的扩散元件来模拟离子动力学。[5] 3 端器件结构（例如晶体管）可以调节离子，因此是人工突触的有希望的候选者。[6–13] 电解质门控晶体管无需额外电路即可控制离子。[6,7] 然而，实现电解质门控晶体管的长期可塑性一直具有挑战性，主要是因为器件不稳定性（例如，接触处的寄生电化学反应引起）。[6–8] 铁电场效应晶体管 (FeFET) 提供了一种出色的器件架构，通过控制铁电栅极的极化来编程/擦除非易失性多电导状态，从而控制突触权重。 [9] 铁电栅极已用于调节 FeFET 的电导率，FeFET 采用各种半导体作为沟道材料，包括氧化铟镓锌 (IGZO) [9–11] 、二维材料 [12,13] 和聚合物。[42] 然而，用缺乏离子的半导体材料模拟离子动力学几乎是不可能实现的。因此，需要一种能够传导离子并保持其电子结构的沟道材料。金属卤化物钙钛矿半导体因其独特的离子-电子混合导电特性，是用于人工突触的有前途的材料。[14–16] 高迁移率、大扩散长度和长载流子寿命等显著的电子导电特性使得
晶体管 75 周年——过去、现在和未来
早期的晶体管：75 年前，出生在三大洲的三位贝尔实验室研究人员发明了晶体管——美国的约翰·巴丁 (美国麦迪逊)、欧洲的威廉·肖克利 (英国利物浦) 和亚洲的沃尔特·布拉顿 (中国厦门)。另一位工程师约翰·皮尔斯建议使用“晶体管”这个名称，因为它将这种新设备与已经熟悉的术语联系起来：跨导、电阻器等。当索尼在 1957 年推出一款使用德州仪器晶体管和标准 9V 电池的衬衫口袋大小的晶体管收音机并继续销售 600 万台时，晶体管就成为家喻户晓的词。IBM 于 1958 年推出第一台量产的晶体管计算机。从 Ge 到 Si 再到异质集成：早期的晶体管是用锗制成的。1960 年左右，硅成为首选的半导体，因为其较大的带隙大大降低了晶体管的漏电流，尤其是在晶体管热的时候。虽然硅晶片现在已成为衬底材料，但在 IC 生产过程中，Ge 已以 Si x Ge 1-x 合金薄膜的形式回归，这些薄膜被添加到 Si 衬底上。SiGe 在高级 MOSFET 中起着越来越重要的作用，可以提高电子和空穴的迁移率并带来其他好处。光学、磁性和铁电材料也已集成到 Si 技术中。Si 或 SiC 衬底上的宽带隙半导体 GaN 用于制造高压晶体管。晶体管密度如何不断增长：TI 的 Jack Kilby 因“在集成电路发明中的作用”而获得 2000 年诺贝尔物理学奖。仙童半导体公司的 Robert Noyce 被认为是另一位主要贡献者，他的
纳米级应力局部化对 GaN 高迁移率晶体管辐射敏感性的影响
原子位移的高阈值能量（Ed）[5]、点缺陷的动态退火[6]以及没有传统的栅极绝缘体[7]，这些使得它们在辐射环境中也具有吸引力。GaN HEMT 中故意引起的应力场在整个通道中基本是均匀的。这可能是为什么局部应力的概念尚未在文献中研究的原因。另一个原因可能是局部应力的全局平均值很小；这似乎太小而无法影响任何特性。最后，以纳米级分辨率映射机械应力是一项艰巨的任务。所有这些因素使得 GaN HEMT 文献只能研究均匀应力场的作用。但是，关态偏置可能会在电场周围引起高度局部化的机械应力。[8] 器件制造和设计特征也会产生应力局部化。然而，目前还没有人齐心协力绘制机械应力的空间非均匀性图，以研究其对晶体管特性的影响。常用的实验技术，如悬臂[9]、三点弯曲[10]和四点弯曲[11]，都无法捕捉到应力局部化。衬底去除[12,13]也用于产生均匀的弯曲应力。本研究的动机来自应力约束效应提供的识别易受辐射区域的机会。我们假设纳米级约束应力（机械热点）可能决定辐射损伤（甚至是操作性能下降）的特定位置成核。例如，HEMT 的栅极漏电被归因于促进肖特基接触金属化相互扩散的局部应力强度。[14]只有少数研究试图控制固有应力以显示对辐射效应的明显影响。 [15,16] 有必要将这些研究扩展到特定类型的辐射和压力。
区域化学驱动的有机电化学晶体管性能
图 2. p(g2T-TT) 和 pgBTTT 聚合物的截面突出显示 S--O 相互作用（黑色虚线 OHDGLQJ WR SODQDUL]HG GLKHGUDOV EROG UHG ZLWK ș -180°），以及在没有 S--O 的情况下具有扭曲二面角的截面（WHUDFWLRQV EROG EODFN ZLWK ș -156°）。红色虚线方块突出显示 pgBTTT 和 p(g2T-77 *HRPHWULHV ZHUH RSWLPL]HG XVLQJ Ȧ% ;' - * ZKHUH Ȧ Bohr -1
半导体二维聚合物作为有机电化学晶体管活性层
有机电化学晶体管 (OECT) 是一种基于半导体的器件，有望用于生物接口电子、化学传感和神经形态计算等应用。[1–7] OECT 通过将栅极电压电位转换为源极和漏极端子之间的差分电流来工作。[1,8] 在 OECT 架构中，栅极电位通过注入或传输离子和电荷补偿来调节半导体聚合物的氧化还原状态，从而控制有机晶体管通道的体积电导率（图 1 b、c、d）。[9] 由于离子掺杂引起的体积电导率变化可实现有效的离子到电子信号转导。[1,3] 为了满足有效电子传输、离子注入和传输以及高体积电容的需求，需要开发一种称为有机混合离子/电子
UMH3N 双数字晶体管
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半导体二维聚合物作为有机电化学晶体管活性层
有机电化学晶体管 (OECT) 是一种基于半导体的器件，有望用于生物接口电子、化学传感和神经形态计算等应用。[1–7] OECT 通过将栅极电压电位转换为源极和漏极端子之间的差分电流来工作。[1,8] 在 OECT 架构中，栅极电位通过注入或传输离子和电荷补偿来调节半导体聚合物的氧化还原状态，从而控制有机晶体管通道的体积电导率（图 1 b、c、d）。[9] 由于离子掺杂引起的体积电导率变化可实现有效的离子到电子信号转导。[1,3] 为了满足有效电子传输、离子注入和传输以及高体积电容的需求，需要开发一种称为有机混合离子/电子