传统上,工程部件的结构健康和完整性是通过在附近安装的传感器来监测的。近年来,已报道了自报告或自感知材料,其中传感器集成到功能材料中。 [5] 通常,将传感器安装到内部、表面或附近并不能改善整体性能。在这里,我们提出了一种自主自报告材料的概念,其中未经改性的材料本身充当传感器。为此,需要确定一种与所讨论的结构和/或化学变化具有因果关系的材料属性。此后,这种属性被称为自主自报告属性。此外,这种属性需要在应用过程中可测量,并且应用引起的结构和/或成分变化需要导致自报告属性幅度的显著变化。 TiN 被选为参考系统,因为它被广泛用作保护涂层 [6]、扩散屏障 [7] 或微电子学 [8],并且最近作为等离子体材料引起了人们的关注。[9] 它表现出很高的热稳定性 [10] 和金属电性能,[11] 而其氧化物 TiO 2 的带隙约为 3.1 eV。[12]
各种几何图形已完成并注入 PDK 模型卡。电阻器: 测量了 4K 下的薄层电阻 (SR)。 SG13G2 的模型已重新使用,并更新了 SR。
摘要 量子计算机面临的一个主要挑战是可扩展的量子门同时执行。在囚禁离子量子计算机中解决这一问题的一种方法是基于静态磁场梯度和全局微波场实现量子门。在本文中,我们介绍了表面离子阱的制造方法,其中集成的铜载流导线嵌入在离子阱电极下方的基板内,能够产生高磁场梯度。在室温下测得的铜层薄层电阻为 1.12 m Ω /sq,足够低,可以实现复杂的设计,而不会在大电流下产生过多的功率耗散导致热失控。在 40 K 的温度下,薄层电阻降至 20.9 μ Ω /sq,残余电阻比的下限为 100。可以施加 13 A 的连续电流,导致在离子位置处模拟磁场梯度为 144 T m − 1,对于我们设计中的特定反平行线对,该位置距离陷阱表面 125 μ m。
RS- 源极电阻( Ω ) RSH- 漏极/源极扩散的薄层电阻( Ω / ) CBD- 零偏置漏极-体结电容(F) CBS- 零偏置源极-体结电容(F) MJ- 体结渐变系数(无量纲) PB- 体结的内置电位(V) • 使用 CBD、CBS、MJ 和 PB,SPICE 可计算漏极-体和源极-体电容的电压依赖性:
近年来,氮化镓 (GaN) 基高电子迁移率晶体管 (HEMT) 因其在降低开关损耗、维持高击穿电压以及保持高温稳定性方面所表现出的卓越性能,其商业化进程不断加快 [1,2]。大尺寸 Si 衬底上 GaN 外延生长技术的进步降低了生产成本。同时,Si 上的 HEMT 器件可以轻松集成到现有的 Si 铸造厂中 [4-6]。上述优势使 GaN 基 HEMT 器件更接近大众市场应用。阻挡层是 HEMT 器件中的关键元件之一,它决定了导电通道的电阻。AlGaN 是最常用的阻挡材料。在 AlGaN / GaN 界面区域形成的二维电子气 (2DEG) 表现出良好的稳定性、低的薄层电阻、高的载流子密度和高的电子迁移率 [7,8]。由于在 AlN / GaN 界面区域形成了更高的 2DEG 密度,AlN 作为阻挡层材料也引起了人们的关注 [9]。据报道,薄层电阻 (Rs) 值低至 128 Ω/sq,2DEG 密度为 3.21 × 10 13 / cm 2 [10]。此外,在 AlN 系统中可以避免合金散射,从而提高 2DEG 霍尔迁移率 [11,12]。已经证明了基于 AlN 阻挡层的 HEMT 器件具有低栅极漏电和高 I on / I off 比 [13]。表 1 总结了最近对具有最佳 Rs 性能的 AlN / GaN 异质结构的研究。然而,由于 AlN 与 GaN 沟道层的晶格失配较大 (2.5%),因此 AlN 的弛豫是一个主要挑战。氮化硅 (SiN x ) 帽层已被用作表面钝化层,以避免/减少 AlN 弛豫 [ 14 ] 。然而,钝化帽层的成分和厚度对抑制弛豫的影响很少被研究。在本文中,我们报告了包含原位生长的 GaN 和/或 SiN x 帽层的 AlN/GaN 异质结构的长期 2DEG 稳定性。
最近,人们尝试将能量收集和存储结合起来,制成用于自供电系统的光伏储能模块 (PESM)。13-15然而,外部电路通常用作集成器件中 PV 和电荷存储部分之间的互连,这会导致平面互连导致表面积利用率低,并且与柔性基板上的卷对卷印刷不兼容。探索具有高机械灵活性和光学透明度的设备以满足未来无处不在的电子产品(包括可穿戴设备和交互系统)的需求是一项挑战。16,17该领域的最终目标是通过印刷或卷对卷制造在垂直方向上开发高效、灵活、透明且低成本的 PESM。 18,19 因此,低温下实现的全溶液处理柔性 PESM 非常适合实现升级,并且具有成本效益。光伏设备中常用的透明电极是氧化铟锡 (ITO),它可以提供高透射率和低薄层电阻。然而,ITO 机械脆性大,
最近,人们尝试将能量收集和存储结合起来,制成用于自供电系统的光伏储能模块 (PESM)。13-15然而,外部电路通常用作集成器件中 PV 和电荷存储部分之间的互连,这会导致平面互连导致表面积利用率低,并且与柔性基板上的卷对卷印刷不兼容。探索具有高机械灵活性和光学透明度的设备以满足未来无处不在的电子产品(包括可穿戴设备和交互系统)的需求是一项挑战。16,17该领域的最终目标是通过印刷或卷对卷制造在垂直方向上开发高效、灵活、透明且低成本的 PESM。 18,19 因此,低温下实现的全溶液处理柔性 PESM 非常适合实现升级,并且具有成本效益。光伏设备中常用的透明电极是氧化铟锡 (ITO),它可以提供高透射率和低薄层电阻。然而,ITO 机械脆性大,
光电器件的透明导电电极 (TCE) 设计需要在高导电性和透射率之间进行权衡,从而限制了其效率。本文展示了迄今为止最好的 TCE,其新颖的 TCE 制造方法可以有效缓解这种权衡:集成金属的单片高对比度光栅 (metalMHCG)。metalMHCG 比其他 TCE 具有更高的电导率,同时具有透射和抗反射特性。本文重点介绍红外光谱 TCE,这对于传感、热成像和汽车应用至关重要。然而,由于自由载流子吸收率升高,它们对可见光谱的要求比 TCE 高得多。它展示了创纪录的 75% 非偏振光绝对透射率,相对于普通 GaAs 基板的透射率达到创纪录的 108%。它实现了更大的偏振光绝对透射率,达到 92% 或 133% 的相对透射率。尽管透射率创下了历史新高,但金属 MHCG 的薄层电阻却是有史以来最好的,比任何其他 TCE 都低几倍,范围从 0.5 到 1 𝛀 Sq − 1。
2 佛罗里达国际大学,10555 W Flagler St,EC3442 佛罗里达州迈阿密 33174 jones@fiu.edu 摘要 玻璃料是用于生产混合电路的厚膜电阻器 (TFR) 的主要成分。已经评估了 30 多种具有不同成分的商用无铅玻璃料,以开发一种无铅厚膜电阻器,该电阻器与典型的工业厚膜加工兼容,并且具有与含铅电阻器相当的电气性能。从 33 种候选玻璃组合物中选出了两种用于制备基于 RuO 2 的 TFR 油墨,将其丝网印刷在氧化铝基板上并在 850°C 下烧制。这些电阻器的初步结果表明,当 RuO 2 为 5-15% 时,薄层电阻范围从 400 欧姆每平方 ( Ω / □ ) 到 0.4 兆欧姆每平方 ( M Ω / □ ),热温度系数 (HTCR) 在 ±350ppm/°C 范围内。关键词:无铅,玻璃料,厚膜电阻器,薄层电阻,TCR 1 引言 厚膜电阻器 (TFR) 是一种复合材料,其中导电相嵌入连续玻璃基质中 [1]。它已广泛应用于混合微电子电路 [2-5]。通常,将导电粉末(氧化钌、氧化铱、钌酸铅)与玻璃料混合,与有机载体混合以获得可印刷油墨,将该油墨丝网印刷在氧化铝基板上然后烧成。玻璃料是厚膜电阻器的主要成分之一,大多数市售的 TFR 产品都含有铅硼硅酸盐玻璃,其中氧化铅含量相当甚至占主导地位 [6]。为了减少因电子产品消费和处置增加而对环境造成的负面影响,无铅加工的需求一直很高。开发新型无铅厚膜材料是最受认可的解决方案之一。因此,有各种无铅焊料、导电产品和其他封装产品可供选择,它们具有与含铅产品相当的性能;然而,对于无铅 TFR,仅报告了部分令人满意的成分。M. Prudenziati 等人 [1] 使用七种无铅玻璃制备了基于 RuO 2 的 TFR。结果尚无定论,证明了无数复杂现象,包括脱玻化、氧化铝基板上玻璃的相关渗漏、玻璃基质中导电晶粒的异常分布和相分离。MG Busana 等人 [7] 使用铋酸盐玻璃,声称
薄膜................................................ .薄膜形成.................................... 6 凝聚和成核........................... 7 薄膜生长.................... ■ ................... 13 岛状阶段................................... 14 聚结阶段................................... 14 通道阶段.................... 即连续膜................................... , 1 6 生长模式........................................ 17 外延生长........................................ 19 薄膜分析技术................................... 2 0 X 射线衍射................................ 20 衍射仪方法................................... 22 薄层电阻................................... 23 四点探针法....... ' .............. 23 扫描电子显微镜.......................................2 6 俄歇电子能谱................................... 2 9 薄膜厚度测量....................... ..34 化学气相沉积.............'.................... 37 CVD 的基本步骤 .............................. 3 8 CVD 的实验参数 .................... 39 沉积温度 ........ 39 气体流速 .............................. 44 晶体取向 .............................. 47 基材位置 .............................. 48 反应物分压。................... 49 表面积 .............................. 49 化学气相沉积反应器 ................ 49 热壁反应器 ............................. 50 冷壁反应器 ............................. 50 大气压反应器 ............................. 50 低压 CVD 反应器。..'................. 52 等离子体增强 CVD 反应器 ............................. 54 光子诱导 CVD 反应器。.................. 55 钨的化学气相沉积 ................. .56 钨的 CVD 反应 .......................... 59 WF 6 的 Si 还原 ................................ 61