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具有自适应机器学习和遗忘功能的生物启发式低功耗二维机器视觉
图 1. 生物启发式 2D 视觉系统。生物视觉神经网络的基本组成部分，a) 眼睛可实现生物视觉，b) 大脑中的视觉皮层可实现生物学习。c) 眼睛中的光感受器可实现光传导和适应。视杆细胞可实现暗视，而视锥细胞可实现明视。d) 突触增强或减弱以进行学习或遗忘，例如，当突触前神经元释放谷氨酸神经递质时，通过控制突触后神经元中的 AMPA 受体数量来实现学习或遗忘。e) 示意图和 f) 人工视觉系统的假彩色显微镜图像，该系统由集成有可编程背栅堆栈的 9×1 2D 光电晶体管阵列组成。该平台可实现光传导、视觉适应、突触可塑性、直接学习、无监督再学习以及利用遗忘在动态噪声下学习等功能。 g) 传输特性，即在黑暗环境中不同漏极偏压（𝑉𝑉 𝐷𝐷𝐷𝐷 ）下源极至漏极电流（𝐼𝐼 𝐷𝐷𝐷 ）随背栅极电压（𝑉𝑉 𝐵𝐵𝐵 ）变化的特性，h) 在蓝色发光二极管（LED）不同照明水平下的光转导，i) 光增强引起的学习或设备电导（𝐺𝐺 ）的增加，以及 j) 在代表性 2D 光电晶体管中，在 𝑉𝑉 𝐵𝐵𝐵𝐵 = 0 V 时测得的电抑制引起的遗忘或 𝐺𝐺 的减少。
采用 TiO2 模板原子层沉积技术在金刚石膜上制备高 Q 纳米光子谐振器
电子束光刻：根据应用，将电子束光刻胶 (950K PMMA A4，MicroChem) 旋涂至 270 nm-330 nm 的厚度。接下来，在顶部热蒸发 20 nm Au 的导电层，以避免光刻过程中电荷积聚。为了进一步减轻充电效应，我们使用了相对较低的束电流 (0.3 nA)、多通道曝光 (GenISys BEAMER) 和减少电子束在一个区域持续停留时间的写入顺序。光刻胶的总曝光剂量为 1200 uC/cm2，电压为 100 kV (Raith EBPG5000 plus)。曝光后，我们用 TFA 金蚀刻剂 (Transene) 去除导电层，并在 7 C 的冷板上将光刻胶置于 1:3 MIBK:IPA 溶液中显影 90 秒，然后用 IPA 封堵 60 秒，再用 DI 水冲洗。原子层沉积：在进行 ALD 之前，我们在 ICP RIE 工具 (PlasmaTherm Apex) 中使用 10 sccm O2 和 50 W ICP 功率进行三秒等离子曝光，以去除残留聚合物。使用此配方，PMMA 蚀刻速率约为 2.5 nm/s。对于 TiO 2 沉积，我们使用商用热 ALD 室 (Veeco/Cambridge Savannah ALD)。使用四（二甲酰胺）钛 (TDMAT) 和水在 90 C 下沉积非晶态 TiO 2，交替脉冲分别为 0.08 秒和 0.10 秒。沉积期间连续流动 100 sccm N 2，前体脉冲之间的等待时间为 8 秒。沉积速率通常为 0.6 A/循环。 ICP 蚀刻程序：我们通过氯基 ICP RIE 蚀刻（PlasmaTherm Apex）去除过填充的 TiO 2，基板偏压为 150 W，ICP 功率为 400 W，Cl 2 为 12 sccm，BCl 为 8 sccm。蚀刻速率通常为 1.5-1.7 nm/s。SEM 成像：在 5 nm Cr 导电层热沉积后，使用 Carl Zeiss Merlin FE-SEM 对纳米光子结构进行成像。FDTD 模拟：使用 Lumerical 有限差分时域软件模拟环形谐振器、光子晶体腔和光栅耦合器。透射光谱：我们使用自制的共焦显微镜装置，该装置具有独立的收集和激发通道，以进行透射光谱。脉冲超连续源 (430-2400 nm，SC-OEM YSL Photonics) 和光谱仪 (1200 g/mm，Princeton Instruments) 用于宽带测量。为了对单个腔体谐振进行高分辨率扫描，我们使用 50 kHz 线宽、可调 CW 激光器 (MSquared) 进行激发，并使用雪崩光电二极管 (Excelitas) 进行检测。金刚石膜：通过离子轰击 34 生成 500 nm 厚的金刚石膜，并在阿贡国家实验室通过化学气相沉积进行覆盖。在对离子损伤层进行电化学蚀刻后，去除悬浮膜并用 PDMS 印章翻转。然后使用 ~500 nm 的 HSQ 抗蚀剂将它们粘附到 Si 载体上，并在氩气中以 420 C 的温度退火 8 小时。最后，使用 ICP 蚀刻法将膜蚀刻至所需厚度，蚀刻气体为 25 sccm Ar、40 sccm Cl2、400 W ICP 功率和 250 W 偏压功率。蚀刻速率通常为 1.2-1.4nm/s。
异质结双极晶体管 pdf
自 1950 年代以来，研究人员一直在研究晶体管的特性和行为，特别关注宽禁带发射极。发表在各种会议和期刊上的论文探讨了异质结构双极晶体管 (HBT)、集成电路和 Si/SiGe 外延基晶体管等主题。研究还检查了温度对晶体管性能的影响，包括在高达 300°C 的温度下的直流和交流性能。研究人员调查了各种材料系统，包括应变层异质结构及其在 MODFET、HBT 和激光器中的应用。研究了 SiGe HBT 中寄生能垒的行为，以及热电子注入对高频特性的影响。其他研究集中于渐变层和隧穿对 AlGaAs/GaAs 异质结双极晶体管性能的影响。已经开发出突变半导体-半导体异质结处隧道电流的解析表达式，并提出了异质结界面处热电子发射电流的新物理公式。本文讨论了有关异质结双极晶体管 (HBT) 的各种研究论文，这种半导体器件兼具双极晶体管和场效应晶体管的优点。这些论文涵盖的主题包括热电子发射、电荷控制模型、器件建模以及基极分级、合金化和应变对 HBT 性能的影响。研究探索了不同材料的使用，包括 GaAs/AlGaAs、InP、Si-Ge 合金和应变层异质结构。这些论文讨论了了解这些材料的电子特性（例如有效质量、带隙和价带不连续性）的重要性。文章还涉及 HBT 中的非平衡电子传输，这对高频性能至关重要。研究人员研究了各种生长技术，包括分子束外延 (MBE) 和化学气相沉积 (CVD)，以创建高质量的 HBT 器件。研究论文中的一些主要发现和结论包括：* 了解异质结材料电子特性的重要性* 应变对 HBT 性能和器件特性的影响* 需要先进的生长技术，如 MBE 和 CVD，以创建高质量的 HBT 器件* Si-Ge 合金和应变层异质结构在提高 HBT 性能方面的潜力总体而言，本文中介绍的论文展示了正在进行的研究工作，旨在提高异质结双极晶体管的性能和特性。本文讨论了有关硅锗 (Si/Si1-x Gex) 异质结构的各种研究和研究论文，重点介绍了它们的特性及其在微电子器件中的应用。一项研究使用导纳谱分析了由 Si/Si1-x Gex 异质结构制成的 MOS 电容器。另一篇论文研究了在硅衬底上生长的无应变和相干应变 Si1- x Gex 的电子漂移迁移率。文章还讨论了用于高频应用的碳掺杂 SiGe 异质结双极晶体管 (HBT) 的开发，以及针对低温操作的 HBT 技术的优化。此外，研究人员还探索了应变和重掺杂对 Si/Si1-x Gex 合金间接带隙的影响。论文还涉及各种主题，例如外延 Si 和 SiGe 基双极技术的设计和优化、UHV/CVD SiGe HBT 中集电极-基极结陷阱的影响以及 Ge 分级对 SiGe HBT 偏置和温度特性的影响。总体而言，研究重点是了解 Si/Si1-x Gex 异质结构在微电子器件（包括 HBT 和其他半导体技术）中的特性和应用。本文讨论了 SiGe 基双极晶体管和 III-V 异质结双极晶体管 (HBT) 研究的进展。目标是优化这些器件以用于高性能电子应用，包括高速数字集成电路、模拟电路、微波集成电路和 RF 器件。1993 年至 2002 年期间发表的研究文章探讨了 SiGe HBT 的各个方面，例如针对高电流密度的优化、屏障效应、渡越时间建模和紧凑的电流-电压关系。这些研究旨在提高这些器件的性能和效率。另一个研究领域侧重于 III-V HBT，包括基于 GaAs 的 HBT、AlGaN/GaN HBT 和 GaN HBT。目标是开发用于微波应用的新技术并克服建模和模拟这些器件的挑战。这些研究还调查了不同生长技术的使用，例如金属有机化学气相沉积 (MOCVD)，并探索 AlGaN/GaN HBT 选择性区域生长的潜力。总体而言，该研究旨在突破 SiGe 基双极晶体管和 III-V HBT 的可能性界限，从而开发出适用于广泛应用的高性能电子设备。过去几十年来，异质结双极晶体管 (HBT) 的研究得到了广泛的开展。各种研究都探索了它们的潜在应用、优势和局限性。在 2001 年发表在 IEEE Transactions on Electron Devices 上的一篇文章中，研究人员讨论了 HBT 在高频应用中的能力。同一出版物还介绍了 Shigematsu 等人在 1995 年的另一项研究，该研究提出了一种具有改进特性的自对准 InP/InGaAs HBT 的新设计。此外，Low 等人在 1999 年发表的一篇文章。固态电子学杂志探讨了 InGaP HBT 技术在射频和微波仪器中的应用。研究人员强调了它的潜在优势，包括与硅双极晶体管相比更快的开关速度。一些研究也集中于 HBT 的设计和制造。Gao 等人在 1992 年发表在 IEEE 电子器件学报上的一篇文章介绍了一种用于功率应用的异质结双极晶体管设计。在同一期刊上发表的另一项研究中，Gao 等人 (1991) 研究了发射极镇流电阻设计和 AlGaAs/GaAs 功率 HBT 的电流处理能力。微波多指 HBT 中的崩塌现象也得到了广泛的研究。Liu 等人 (1993 年和 1994 年) 在 IEEE 电子器件学报上发表的研究检查了高功率密度对这些器件中电流增益崩塌的影响。此外，Chou 和 Ferro 在 1997 年的会议论文集中概述了异质结双极晶体管，重点介绍了它们的应用和优势。研究人员探索了用于红外光子探测的先进半导体器件概念和技术，旨在提高 III-V 器件的性能。研究人员还致力于通过引入碳掺杂基极来提高 AlGaAs/GaAs 异质结双极晶体管的预期寿命。该研究讨论了工艺技术对自对准 HBT、栅极定义和亚微米栅极长度干蚀刻制造方案的影响。此外，还进行了高温偏压应力测试，以评估具有台面蚀刻结构的 HBT 的可靠性，揭示了它们在各种工作条件下性能的潜在改进。本研究讨论了工艺技术对自对准 HBT、栅极定义和亚微米栅极长度干蚀刻制造方案的影响。此外，还进行了高温偏压应力测试，以评估具有台面蚀刻结构的 HBT 的可靠性，揭示了其在各种操作条件下性能的潜在改进。本研究讨论了工艺技术对自对准 HBT、栅极定义和亚微米栅极长度干蚀刻制造方案的影响。此外，还进行了高温偏压应力测试，以评估具有台面蚀刻结构的 HBT 的可靠性，揭示了它们在各种操作条件下性能的潜在改进。
带 CoSi2 栅极的 MOS 隧道发射极
带有 CoSi 2 栅极电极的高性能 MOS 隧道阴极 T. Sadoh、Y. Zhang、H. Yasunaga、A. Kenjo、T. Tsurushima 和 M. Miyao 九州大学电子系 6-10-1 Hakozaki，福冈 812-8581，日本 电话：+81-92-642-3952 传真：+81-92-642-3974 电子邮件：sadoh@ed.kyushu-u.ac.jp 1. 简介 高稳定性低电压工作的微阴极是真空微电子学和先进平板显示技术中不可或缺的一部分。到目前为止，已经对具有金属-绝缘体-金属 (MIM) 结构 [1] 和金属氧化物半导体 (MOS) 结构 [2-4] 的隧道阴极进行了研究。Yokoo 等人。报道了具有 Al 或 n + 非晶硅 (a-Si) 栅极的 MOS 隧道阴极的工作特性 [2, 3]。具有 Al 栅极的阴极的发射效率高，但 Al/SiO 2 界面不稳定。另一方面，具有 a-Si 栅极的阴极的 a-Si/SiO 2 界面稳定。然而，a-Si 栅极的电阻相对较高，发射效率较低。因此，迫切需要提高阴极的发射效率和寿命。为了提高它们，需要具有低电阻和稳定电极/氧化物界面的高质量薄栅极电极。CoSi 2 是电阻最低的硅化物之一，具有化学和热稳定性。因此，预计采用 CoSi 2 作为栅极材料将提高阴极的性能。在这项研究中，研究了具有 CoSi 2 栅极的隧道阴极的工作特性，并证明了薄 CoSi 2 膜可以提高发射效率和寿命。这是关于具有 CoSi 2 栅电极的 MOS 隧道阴极的首次报道。2. 实验步骤所用衬底是电阻率为 10 Ωcm 的 n 型 Si。通过湿法氧化生长 160nm 厚的场氧化物。去除具有 0.3mm 2 的圆形栅极图案的氧化物后，通过干氧化在 900 ℃持续 22 分钟生长 10nm 厚的栅极氧化物。为了改善栅极氧化物，将样品在 Ar 中以 1100℃退火 90 分钟。栅极氧化后，使用固体源 MBE 系统在基底温度为 400℃下通过共沉积 Co 和 Si 形成 5-10nm 的 CoSi 2 栅电极，基底压力为 5x10 -11 Torr。最后，通过沉积 Al 形成接触。样品的示意图和能带图分别如图 1 和图 2 所示。测量了二极管电流 Id 和发射电流 Ie 与栅极偏压的关系。3. 结果与讨论图 3 显示了二极管和发射电流密度与电场的典型依赖关系。在 7 MV cm -1 以上的电场下，可以观察到电子的发射。图 4 显示了图 3 中数据的 Fowler-Nordheim 图。发现二极管和发射