检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2012年第17期61卷 151-159页

作者：邹建龙沈瑶马西奎西安交通大学电气工程学院电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

应用行波理论,建立了一个终端含N沟道金属氧化物半导体(N-channel metal oxide semiconductor;nmos)反相器的传输线系统的非线性离散映射模型.对该模型进行仿真发现,反射系数的变化可能导致系统出现时空分岔和时空混沌等复杂的时空行为... 详细信息

应用行波理论,建立了一个终端含N沟道金属氧化物半导体(N-channel metal oxide semiconductor;nmos)反相器的传输线系统的非线性离散映射模型.对该模型进行仿真发现,反射系数的变化可能导致系统出现时空分岔和时空混沌等复杂的时空行为,并且初始分布对系统达到稳态后的时空行为有很大影响,零初始分布对应的时空图样比较规则,而非零的初值分布则会导致沿线电压出现复杂的时空图样,分析表明这些时空复杂行为的产生源于系统中传输线的无穷维本质和nmos反相器的非线性伏安特性.

关键词：传输线 nmos反相器分岔时空混沌

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二维InSe顶栅晶体管的制备与性能研究及其在逻辑电路中的应用

二维InSe顶栅晶体管的制备与性能研究及其在逻辑电路中的应用

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作者：李威浙江大学

学位级别：硕士

自石墨烯发现以来，二维材料的研究受到了广泛的关注。因其独特的结构和卓越的性能，二维材料被认为是具有巨大潜力的下一代半导体材料，有望解决当下摩尔定律的瓶颈问题。作为集成电路中最基本也是最重要的组成元件，晶体管的尺寸和性... 详细信息

自石墨烯发现以来，二维材料的研究受到了广泛的关注。因其独特的结构和卓越的性能，二维材料被认为是具有巨大潜力的下一代半导体材料，有望解决当下摩尔定律的瓶颈问题。作为集成电路中最基本也是最重要的组成元件，晶体管的尺寸和性能直接决定了集成电路的性能和表现。由于二维材料理论上对短沟道效应的免疫，相比传统三维薄膜材料晶体管，基于二维层状材料的晶体管器件表现出了更高的载流子迁移率和更高的开关比，基于二维晶体管的小规模集成电路也表现出了优异的运算速度和更低的功耗。　　二维层状Ⅲ-Ⅵ族半导材料硒化铟（InSe）由于其超高的本征迁移率和适中的禁带宽度在二维材料家族中脱颖而出，被认为是硅和石墨烯的“黄金分割点”。为了适应当下的CMOS工艺，在InSe表面沉积氧化物薄膜，制备基于InSe的金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）显得十分必要，这有助与后续构筑集成电路中的反相器、与非（NAND）门、或非（NOR）门等基本逻辑单元，也是InSe迈向实际应用的重要环节。　　本文首先使用机械剥离法得到了多层InSe样品，用聚碳酸酯（PC）薄膜辅助法转移到目标衬底上进行原子力显微镜（AFM）表征、拉曼光谱表征和光致发光（PL）光谱表征;之后通过一系列微纳加工工艺，制备了InSe顶栅MOSFET，通过调整氧化层沉积工艺和退火工艺，使器件达到最佳性能。基于InSe的顶栅MOSFET开关比高达107，载流子迁移率可达73.1cm2?V?1s?1。最后，利用InSe顶栅MOSFET构筑了nmos反相器、NAND门电路和NOR门电路，基于InSe的nmos反相器在VDD=5V的条件下，具有接近3的增益值，而NAND门电路和NOR门电路也表现出了良好的逻辑转换功能。高性能的InSe顶栅MOSFET及其逻辑电路展现了InSe材料在未来集成电路中实际应用的巨大前景。

关键词：二维InSe顶栅晶体管逻辑电路 nmos反相器

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MoS2场效应晶体管及反相器的TCAD仿真

MoS2场效应晶体管及反相器的TCAD仿真

引用

作者：王德印电子科技大学

学位级别：硕士

硅基电子器件面临着尺寸微缩极限,摩尔定律难以适应发展要求。MoS2凭借着其拥有原子级别的厚度以及电学、光学等方面优异的性能,有望成为制备下一代高性能电子器件的材料。目前基于MoS2 CMOS反相器存在着工艺流程复杂、输入输出电压不... 详细信息

硅基电子器件面临着尺寸微缩极限,摩尔定律难以适应发展要求。MoS2凭借着其拥有原子级别的厚度以及电学、光学等方面优异的性能,有望成为制备下一代高性能电子器件的材料。目前基于MoS2 CMOS反相器存在着工艺流程复杂、输入输出电压不匹配、增益、噪声容限、功耗不理想等问题,关于平面结构的同质MoS2 CMOS反相器研究相对较少,对于三维垂直结构的CMOS反相器特性分析不足,这使得基于MoS2的器件特性远未达到理论值。器件的仿真研究可以指导实验,目前关于二维材料的仿真研究主要停留在基于MoS2和单层石墨烯分立器件的仿真。因此,深入开展基于MoS2器件和电路的仿真工作具有重要意义。实现基于MoS2的高性能器件和CMOS电路是二维材料器件发展的重要问题,本文围绕提高MoS2场效应晶体管和反相器电学性能开展了仿真研究工作,主要研究内容如下: 1.基于现有的一些仿真研究和实验基础上,使用Silvaco仿真软件建立n型和p型MoS2双栅和背栅场效应晶体管,并且得到不同偏压下场效应晶体管的输出特性曲线和转移特性曲线。研究表明n型和p型MoS2晶体管的漏极电流大致在一个数量级,并验证了基于MoS2的单级放大器具有良好的放大特性。 2.使用n型背栅MoS2晶体管建立了基于MoS2的电阻负载型nmos反相器电路,当VDD为1.5V时,反相器输出低电平为0.2V。研究了负载电阻、沟道长度以及栅介质对nmos反相器电学特性的影响。结果表明,增大负载电阻阻值大小、降低沟道长度、减小栅介质厚度或者使用高k材料可以降低MoS2 nmos反相器的输出低电平,改善电压特性曲线。 3.根据实际制备的MoS2同质CMOS反相器,采用不同功函数金属接触的方法建立了基于MoS2同质CMOS反相器仿真模型,得到CMOS反相器的特性曲线。VDD=1.4V时,反相器增益最大为57,VDD=0.8V时,静态功耗峰值为11n W。重点研究了栅介质材料种类和厚度、沟道长度、MoS2厚度、MoS2与栅介质间界面电荷、掺杂浓度对场效应晶体管的亚阈值摆幅、开态电流和饱和漏极电流以及CMOS反相器增益、静态功耗、阈值电压、噪声容限的影响。研究了栅极位置对垂直结构的MoS2 CMOS反相器性能上的影响。详细分析了MoS2静电掺杂,结果表明静电掺杂可以有效提高晶体管的沟道载流子浓度和漏极电流,并且调控CMOS反相器的阈值电压和增益。最后仿真实现了基于MoS2的逻辑‘与’、‘或’、‘或非’门。

关键词： MoS2 场效应晶体管 Silvaco器件仿真 nmos反相器 CMOS反相器

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