摘要 对辐射敏感的金属氧化物半导体场效应晶体管 (RADFET) 经 110 Gy(H 2 O) 伽马射线辐照。在不同正栅极偏压下辐照过程中的阈值电压 VT 结果表明,VT 随栅极偏压的增加而增加。辐照过程中的阈值电压偏移 Δ VT 拟合得很好。分析了辐射过程中固定陷阱 (FT) 和开关陷阱 (ST) 对 Δ VT 的贡献。结果表明,FT 的贡献明显高于 ST。提出了一个描述阈值电压偏移及其分量对栅极偏压依赖性的函数,该函数与实验值非常吻合。研究了辐照后 RADFET 在室温下无栅极偏压的退火情况。阈值电压的恢复(称为衰减)会随着辐射期间施加的栅极偏压而略有增加。 Δ VT 表现出与固定状态引起的阈值电压分量 Δ V ft 相同的变化,而由于开关陷阱引起的阈值电压分量 Δ V st 没有变化。
i. 施加负栅极电压 (-8 V) 以确保所有器件均已关闭 ii. 将漏极偏压升高至约 10 V iii. 逐渐增加栅极偏压电压,同时监测漏极电流,直到达到工作电流的 20% iv. 将漏极升高至工作偏压 v. 逐渐增加栅极偏压电压,同时监测漏极电流,直到达到工作电流 e. 要安全地对 GaN 器件进行去偏压,请先对输出放大器级进行去偏压(如果适用):
使用六氟化硫 (SF 6 ) 等离子体对硅 (Si ) 进行低偏压蚀刻是制造电子设备和微机电系统 (MEMS) 的宝贵工具。这种蚀刻提供了几乎各向同性的蚀刻行为,因为低电压偏置不会为离子提供足够的垂直加速度和动能。由于这种近乎各向同性的行为,上述等离子体蚀刻可作为湿法蚀刻的替代方案,例如在 MEMS 和光学应用中,因为它提供了更清洁、更精确的可控工艺。然而,各向同性的程度以及最终的表面轮廓仍然难以控制。在这项工作中,我们将三维特征尺度地形模拟应用于 Si 中的低偏压 SF 6 蚀刻实验,以帮助工艺开发并研究控制最终表面几何形状的物理蚀刻机制。我们通过准确再现三个不同的实验数据集并详细讨论地形模拟中涉及的现象学模型参数的含义来实现这一点。我们表明,与传统的严格各向同性和自下而上的方法相比,我们的现象学自上而下的通量计算方法更准确地再现了实验结果。反应堆负载效应被视为模型蚀刻速率的普遍降低,这通过比较不同负载状态下模拟的蚀刻深度与实验确定的蚀刻深度得到支持。我们的模型还能够使用给定反应堆配置的单个参数集,准确地再现不同掩模开口和蚀刻时间的报告沟槽几何形状。因此,我们提出模型参数,特别是平均有效粘附系数,可以作为反应堆配置的代理。我们提供了一个经验关系,将反应堆配方的平均粘附系数与可测量的蚀刻几何各向同性程度联系起来。这种经验关系可以在实践中用于 (i) 估计独立实验的平均有效粘附系数和 (ii) 微调蚀刻几何形状。
Figure 7. Morphologies and surface roughness values of (a) the initial surface and the polished surface under conditions of (b) without UV-light, (c) TiO 2 film electrode with UV-light, (d) TiO 2 film electrode with UV-light and anodic bias, (e) CeO 2 -TiO 2 composite-film electrode with UV-light and (f) CeO 2 -TiO 2 composite-film elec- trode with UV-light and anodic bias [31] 图 7. (a) 初始表面; (b) 无紫外光条件下抛光表面; (c) 有紫外光并使用用 TiO 2 薄膜电极抛光下表 面; (d) 在有紫外光和阳极偏压的 TiO 2 薄膜电极下抛光表面; (e) 有紫外光并使用 CeO 2 -TiO 2 复合 膜电极下抛光表面; (f) 有紫外光和阳极偏压的 CeO 2 -TiO 2 复合膜电极抛光表面的形貌和表面粗糙 度值 [31]
除了成像模式外,CAFM 还使用光谱模式测量局部电流-电压 (IV) 或电流-力 (IZ) 光谱。为了获得 IV 光谱,停止成像扫描并将尖端保持在固定位置,同时样品偏压上升或下降。绘制通过样品的电流与施加的偏压的关系图(图 3a)。用户可选择的参数包括斜坡的起始和结束电压、斜坡方向、斜坡速率以及各个斜坡之间的延迟时间。该软件可以记录单个光谱或多个光谱的平均值。对于某些测量,最好限制通过样品的电流。在这种情况下,软件为用户提供了一个“触发”选项,一旦达到用户选择的电流值,就会停止电压斜坡。为了获得 IZ 光谱,样品偏压保持不变,而扫描仪沿 Z 方向移动,类似于力-位移曲线的测量。绘制通过样品的电流与扫描仪的 Z 位置的关系图。同样,多个参数允许用户执行和控制特定的 IZ 斜坡实验。
图 1:(a) 具有铁磁触点的 h-BN 封装单层 WSe 2 隧道器件示意图 (b) 器件的光学显微镜图像。矩形部分(红色)表示封装结构;定义触点之前的封装样品的光学图像。(c) (顶部) 单层 WSe 2 相对于直接接触材料铂的能级图;(底部) 在有限偏压和超阈值栅极电压下的正向偏压条件下的漏源电流示意图。请注意,在我们的器件中,多数电荷载流子是空穴。围绕铁磁触点弯曲的能带未缩放。(d) 4.7K 下单层 WSe 2 的光致发光 (PL) 光谱仪(X o 表示中性激子峰);(插图)同一单层 WSe 2 的室温 PL 光谱显示单层中集体激发的单个特征峰在 1.67 eV 处。
摘要 — 在现代 MOS 技术中,晶体管几何形状的不断缩小导致名义上相同的器件之间的差异性增加。为了研究此类器件的差异性和可靠性,需要测试具有统计意义的大量样本。在这项工作中,我们对导致 BTI 和 RTN 的缺陷进行了特性研究,该研究是在由数千个纳米级器件组成的定制阵列上进行的。在这种纳米级器件中,差异性和可靠性问题通常针对单个缺陷进行分析。然而,提取具有统计意义的结果需要大量的测量,这使得这种方法不可行。为了分析大量的测量数据,我们采用了由捕获和发射电荷的缺陷引起的阈值电压偏移的统计分布。这使我们能够使用以缺陷为中心的方法提取缺陷统计数据。针对各种栅极、漏极和体偏置以及两种几何形状对缺陷分布进行了表征,以验证方法并获得适合 TCAD 建模和寿命估计的统计数据。使用 TCAD 模型,我们可以推断出观察到的器件退化。最后,我们研究了体和漏极应力偏差对缺陷的影响,并观察到体偏压对器件性能下降的影响与栅极偏压相似。相比之下,对于所研究的技术,漏极偏压高达 − 0.45 V 时漏极应力似乎可以忽略不计。我们的测量结果还清楚地表明,整体 BTI 性能下降严重依赖于栅极体应力偏差,而提取的 RTN 缺陷数量似乎与应力无关。
摘要。在这项工作中,我们通过实验研究了电应力对 T = 2 K 温度下 p 型硅 MOSFET 内单空穴传输特性可调谐性的影响。这是通过监测通道氧化物界面处三个无序量子点的库仑阻塞来实现的,众所周知,由于它们的随机起源,这些量子点缺乏可调谐性。我们的研究结果表明,当施加 -4 V 至 -4.6 V 之间的栅极偏压时,附近的电荷捕获会增强库仑阻塞,从而导致更强的量子点限制,在执行热循环重置后可以恢复到初始设备状态。然后重新施加应力会引起可预测的响应,量子点充电特性会发生可重复的变化,并且会观察到高达 ≈ 50% 的持续充电能量增加。我们在栅极偏压高于 -4.6 V 时达到了阈值,由于大规模陷阱生成导致设备性能下降,性能和稳定性会降低。结果不仅表明应力是增强和重置充电特性的有效技术,而且还提供了有关如何利用标准工业硅器件进行单电荷传输应用的见解。
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)。
尽管有破纪录的设备,但人们对钙钛矿太阳能电池的界面仍然了解甚少,这阻碍了进一步的发展。它们的混合离子-电子性质导致界面处的成分变化,这取决于外部施加偏压的历史。这使得难以准确测量电荷提取层的能带排列。因此,该领域通常采用反复试验的过程来优化这些界面。当前的方法通常是在真空和不完整的电池中进行的,因此值可能无法反映工作设备中的值。为了解决这个问题,开发了一种脉冲测量技术,用于表征功能设备中钙钛矿层上的静电势能降。该方法重建了一系列稳定偏压的电流-电压 (JV) 曲线,在随后的快速电压脉冲期间保持离子分布“静态”。观察到两种不同的状态:在低偏压下,重建的 JV 曲线呈“s 形”,而在高偏压下,则返回典型的二极管形曲线。使用漂移扩散模拟,证明了两种状态的交集反映了界面处的能带偏移。这种方法有效地允许在照明下测量完整设备中的界面能级排列,而无需昂贵的真空设备。