Al/CuPc/Cu肖特基气敏二极管制备与特性

实验采用溅射和蒸发镀膜工艺,制备了一种新型的Al/CuPc/Cu三明治结构NO2气敏传感器.这种器件对NO2气体具有较高的敏感性,制备工艺简单,成本较低.通过研究其在NO2气体中电学特性的变化,来表征其敏感特性.研究结果表明,在10 ppm的NO2气体环境中,器件的正向电流明显增大.通过比较器件在空气和NO2气体中器件的肖特基势垒高度的变化,发现通入NO2气体50分钟后,CuPc/Al势垒高度降低了60 meV,正向整流电流增加77倍.     

ZnPc/PbPc共混蒸镀薄膜二极管的制备与工作特性

有机薄膜二极管选取酞菁锌和酞菁铅(ZnPc和PbPc)进行混合作为器件的有源层,利用多种镀膜方式,制备了结构为Cu/ZnPc+PbPc/Al的器件,其中,Zn Pc∶PbPc混合的质量比分别为1∶1、4∶5和5∶4,对二极管进行了输出特性测试和混合薄膜的吸收光谱测试。结果表明,3种混合方式的二极管均具有整流特性。通过实验分析可以得出:ZnPc∶Pb Pc的混合质量比为1∶1的器件的载流子的传输最快。实验结果表明:适当的ZnPc∶PbPc的混合质量比可以降低肖特基势垒的高度,从而使载流子的迁移率加大。由实验结果计算得出,ZnPc∶PbPc的混合质量比为1∶1的器件的势垒高度为0. 355eV,影响因子n为18. 21。     

ZnO薄膜制备及其有机蒸汽敏感特性分析

采用直流磁控溅射法进行ZnO薄膜的制备,探讨了O2/Ar对薄膜方块电阻,退火对薄膜结构的影响.在对不同退火温度的ZnO薄膜的气敏特性进行测试后表明:较低的退火温度有利于提高器件气敏特性,其中经600℃退火的ZnO薄膜的灵敏度最高,其最佳工作温度为350℃.实验制备的ZnO薄膜对丙酮、汽油等有机蒸汽都有较高的敏感性和较短的响应-恢复时间,呈现对有机蒸汽敏感的广谱性.     

AlGaN肖特基势垒二极管的研制

为研制适合高温高压下工作的整流器件,利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)技术生长的AlGaN/GaN/蓝宝石材料,采用电子束蒸发的方法,用Au和Ti/Al分别作为肖特基接触和欧姆接触的电极,制备了AlGaN肖特基二极管,并对其工艺过程和器件特性进行了研究.I-V测试表明该AlGaN肖特基二极管具有明显的整流特性和较高的反向击穿电压(95 V),理想因子为1.93.经300℃1 min退火,该器件正、反向I-V特性都得到明显改善.采用变温I-V法对Au/AlGaN接触的肖特基势垒高度进行了标定,其势垒高度高达1.08 eV,更适合在高压、大电流条件下工作.     

超高真空CVD选择性外延锗硅及其电学特性

为了满足高性能的红外探测要求，以高品质硅基器件研制了选择性外延锗硅肖特基二极管.利用低温下锗硅材料在二氧化硅表面成核需要一定时间的特点, 采用超高真空化学气相沉积（UHV-CVD）技术，550 ℃下，在硅光刻窗口处，选择性生长了锗硅外延层.由此技术生长的锗硅材料制作了硅基肖特基二极管原型器件，并研究了该二极管器件的电流 电压特性曲线.结果表明，与传统方法制备的非选择性外延锗硅肖特基二极管相比，该二极管器件可以避免在确定有源区后再经受高温处理,简化了器件制作工艺, 该二极管反向漏电流低2～3个数量级，具有优良的器件电学特性.     

八异戊氧基-2,3-萘酞菁镍旋涂膜对NO2的气敏特性

为了设计对NO2气体具有高灵敏度、可逆性和专一选择性的敏感材料和克服敏感膜制作工艺复杂的缺点,利用旋涂技术制备了八异戊氧基-2,3-萘酞菁镍(N iNc(iso-PeO)8)气敏薄膜,采用AFM观察其表面形貌,研究了N iNc(iso-PeO)8旋涂膜对NO2的气敏性,分析了薄膜形貌和测试温度等因素对薄膜气敏性的影响.结果表明,旋涂溶液浓度较低时制备的薄膜表面均匀,平整度较好,萘酞菁分子以无序聚集形式排列在基片上.工作温度升高,薄膜对NO2的响应恢复能力增强;不同温度下N iNc(iso-PeO)8旋涂膜对NO2灵敏度的顺序为:20℃<50℃<75℃<100℃>130℃.     

Al/ZnO/Ag肖特基二极管的制备与光电特性

以Si(111)为衬底,采用射频磁控溅射与高温退火工艺制备ZnO薄膜.利用X射线衍射、扫描电子显微镜对ZnO薄膜进行表征及结构分析.结果表明,ZnO薄膜具有高度的C轴择优取向,样品表面光洁、平整.在此ZnO薄膜工艺条件下,在石英玻璃衬底上成功制备了Al/ZnO/Ag肖特基二极管紫外探测器.对该紫外探测器的暗电流和365 nm波长光照下的光电流进行了测试.室温下结果表明:Ag和ZnO已形成肖特基接触,根据I-V、C-V测试得到的有效势垒高度分别为0.60 eV和0.53 eV,理想因子为12.6,理论计算得到的空间电荷密度为3.1×1016cm-3.无光照3V偏压时,暗电流为24.19 mA,当用λ=365 nm的光照射Ag/ZnO肖特基结,在3 V偏压时,光生电流为3.28 mA,表明Al/ZnO/Ag紫外探测器有明显的光响应特性.     

HClO4掺杂PANI/PdPc复合膜及其气体传感器研究

本文阐述了用化学合成法合成HClO4掺杂聚苯胺(PANI)和酞菁钯(PdPc),以松油醇为溶剂,将它们以不同比例相互杂化混合,再以微加工技术和溅射镀膜技术制作了平面微电极陶瓷基片,用涂膜工艺制作了7种不同混合比例的有机复合膜元件(PANI)x(PdPc)1-x.用静态配气法在气体浓度为0.01%时,对多种毒性气体逐一进行气敏特性测试.结果表明,PdPc对NO2呈N型半导体,灵敏度为0.06倍;HClO4掺杂PANI对SO2呈N型半导体,灵敏度为0.0023倍;x=1/6时,敏感膜对SO2、NO、Cl2也呈N型半导体,灵敏度分别为0.02倍,0.09倍,0.046倍.可通过选择不同的配比实现传感器的气敏选择性.     

Ag^＋掺杂TiO2-SnO2基纳米复合材料气敏性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2-SnO2复合纳米材料,以其为基底进行Ag＋掺杂作为气敏材料,制备成旁热式气敏元件,研究了无光照和313 nm紫外光照下元件对有机挥发气体甲醇和乙醇的气敏特性.结果表明：紫外光照可使半导体元件的电导显著增大,提高元件对醇类有机挥发性气体的灵敏性,240℃时灵敏度为62,是无光照时的1.5倍;在乙醇气体浓度为4.5×10^-6mol/L时灵敏度达到26.5,而无光照时仅为9.5.     

Ag+掺杂TiO2-SnO2基纳米复合材料气敏性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2-SnO2复合纳米材料,以其为基底进行Ag＋掺杂作为气敏材料,制备成旁热式气敏元件,研究了无光照和313 nm紫外光照下元件对有机挥发气体甲醇和乙醇的气敏特性.结果表明：紫外光照可使半导体元件的电导显著增大,提高元件对醇类有机挥发性气体的灵敏性,240℃时灵敏度为62,是无光照时的1.5倍;在乙醇气体浓度为4.5&#215;10^-6mol/L时灵敏度达到26.5,而无光照时仅为9.5.     

金刚石半导体器件的研究进展

金刚石因其优异的物理化学特性,被视为下一代电力电子器件的终极材料,金刚石半导体器件的制备受到了科研工作者的广泛关注。文章对金刚石基二极管、开关器件和边缘终止效应等方面的研究成果进行了概述。着重阐述了金刚石半导体器件的电学特性,尤其是,在500 ℃高温条件下得到高正向电流密度,阻断能力大于10 kV,并展现出长程稳定性的肖特基势垒二极管;在金属半导体场效应晶体管与金属氧化物半导体场效应晶体管上制得阻断电压超过2 kV的开关器件。同时,针对加工技术带来的表面缺陷,详细讨论了金刚石器件的表面终止技术和缺陷对器件性能的影响,并展望了金刚石半导体在肖特基势垒二极管及场效应晶体管等领域的应用前景。     

高温大电流应力对TiAl/GaAs和TiPtAu/GaAs Schottky二极管Richardson图的影响

研究了高温和大电流应力对 ＴｉＡｌ／ ＧａＡｓ和 ＴｉＰｔＡｕ／ ＧａＡｓ Ｓｃｈｏｔｔｋｙ二极管 Ⅰ～ Ⅴ特性及对 Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ图 的影响．研究发现,随着应力时间的增加,在 Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ图上,对ＴｉＡｌ／ ＧａＡｓ Ｓｃｈｏｔｔｋｙ二极管势垒高度快速降低, Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ常数和二极管的面积之积 ＳＡ~＊也快速减少,而 ＴｉＰｔＡｕ／ ＧａＡｓ Ｓｃｈｏｔｔｋｙ二极管势垒高度和 ＳＡ~＊先快速增 加,后趋于稳定常数．在Ⅰ～Ⅴ曲线上,ＴｉＡｌ／ＧａＡｓ Ｓｃｈｏｔｔｋｙ二极管反向饱和电流增加,ＴｉｐｔＡｕ／ＧａＡｓ Ｓｃｈｏｔｔｋｙ 二极管反向饱和电流先快速减少,后趋于常数．这是由于在金属／ ＧａＡｓ界面形成了金属间化合物的结果．     

Design and Realization of Schottky Barrier Didoes in 130nm CMOS Process

A polysilicon separated CMOS Schottky barrier diode is designed and tested in this study.By replacing the shallow trench isolation(STI)of a ploy ring,the series resistances of Schottky diodes are reduced,leading to an improvement in cut-off frequencies.The device structure is detailed and a device model is developed.Our analysis on the device shows that the cut-off frequency increases with the decreasing of the Schottky contact area.Based on this observation,the Schottky contact area is set to0.38×0.38μm~2,which is the minimum contact diffusion area allowed by the process flow.The distance between the anode and the cathode is also discussed.Diodes with different dimensions are fabricated and measured.Through extensive measurements,the optimum dimensions are obtained.Bondpads with a reduced area are used to improve the measurement accuracy.The measurement results show that these diodes can achieve a cut-off frequency of 1.5 THz.Thus,it is possible to use these diodes in THz detection.     

Ni/4H-SiC SBD电离辐照探测器的实验研究

研制了Ni/4H-SiC肖特基二极管电离辐照探测器,并采用不同的辐照源进行了测试。实验结果表明,对于低能电子和γ射线辐照,该探测器都有比较灵敏的电流响应。经过1 Mrad(Si)的γ射线辐照后,探测器的信号电流没有明显退化;分别经过1 Mrad(Si)的γ射线和100 Mrad(Si)的1 MeV电子辐照后,0 V和-30 V辐照偏压下的探测器的暗电流仅有较轻微的退化。说明了该文研制的探测器具有暗电流低、灵敏度高和抗辐射容限高等优点,可以在强辐射环境中长时间应用。     

高精度半导体激光器温度控制系统技术研究

本文给出了一种利用高信噪比的运算放大器与半导体制冷器设计的激光光源电路驱动系统,以及半导体激光器的稳定度实验测量结果。实验证明,本驱动系统能为半导体激光器提供高稳定度的恒温控制（ATC）,温度控制精度可达0.01℃,波长控制精度可达0.1nm,而且提高了半导体激光器的使用寿命和输出波长的单一性。     

Reliability of Au/PZT/BIT/p-Si ferroelectric diode

A ferroelectric memory diode that consisted of Au/PZT/BIT/p-Si multilayer configuration was fabricated by pulsed laser deposition (PLD) technique. The reliability issues (I-V characteristics, capacitance retention, fatigue and imprint) were investigated. The I-V curve showed the conventional Schottky diode characteristics with a small current density of - 5.3×10 -10 A/cm2 at a voltage of - 4 V and 6.7×10-8 A/cm2 at a voltage of + 4V, and this characteristic can be maintained below 50℃. The capacitance variety of the ferroelectric diode was only 5 % in 10 hours after withdrawing the applied bias of + 5 V or - 5 V, indicating the diode had good capacitance retention. By applying 100 kHz bipolar pulses of 5 V amplitude, the decay in remanent polarization was only 10% after 109 switching cycles, and meanwhile the increase in coercive field was 12%. After being irradiated for 20 min with a 200 W ultraviolet ray lamp, the remanent polarization and coercive field had both varied, and a voltage shift was obse     

Ni/AlGaN/GaN结构中肖特基势垒温度特性

通过I-V测量研究了AlGaN/GaN异质结构上的肖特基接触与温度的关系.在室温下肖特基势垒高度为0.75 eV,理想因子为2.06.温度升高,肖特基势垒高度增加,理想因子下降,主要原因是受异质结和二维电子气的影响.在正向电流为1 mA时,室温下的正向电压为1.65 V,从室温到300℃范围内正向电压的温度系数为-1.6 mV/℃.     

Low temperature properties of organic-inorganic Ag/ p -CuPc/ n -GaAs/Ag photoelectric sensor

A thin organic film of p-type semiconducting copper phthalocynanine (CuPc) was deposited by vacuum evaporation on an n-type GaAs single-crystal semiconductor substrate. The fabricated Ag/p-CuPc/n-GaAs/Ag sensor was carried through an ageing process to stabilize the parameters. Voltage-current characteristics and photoelectrical response of the sensor were investigated at a wide temperature range of 82 to 350 K. Photoelectric characteristics were measured under nonmodulated filament-lamp illumination. It was observed that such sensor parameters as rectification ratio, threshold voltage, junction, shunt and series resistances, open-circuit voltage and short circuit current are temperature-dependent. It was found that wide-range voltage-current characteristics of the sensor may be described similarly to that of a Schottky barrier diode. Using the experimental data on voltage-current characteristics and absorbance of the CuPc films, the energy-band diagram of the p-CuPc/n-GaAs heterojunction was developed. It was shown that data obtained from simulation of an equivalent circuit of photoelectric sensor agreed with experimental results. Supported by the National Engineering and Scientific Commission of Pakistan     

氧化铝增强的PdSe2/Si异质结光电探测器

为了降低暗电流,通过原子层沉积(ALD)生长了一层氧化铝(Al₂O₃)隧穿层,制备了PdSe₂/Al₂O₃/Si异质结光电探测器.通过优化Al₂O₃层的厚度,使得该探测器实现了高速和宽光谱响应.研究结果表明,在波长为808 nm的光照射和-2 V偏压下,所制备的光电探测器与未生长Al₂O₃的器件相比,暗电流降低了约3个数量级,器件的光响应度达到了约为0.31 A/W,对应的比探测率约为2.5×10¹² Jones,器件在零偏压下表现出明显的自驱动效应.经过循环测试1 200次后,器件保持良好的光响应.器件响应的上升时间和下降时间分别为7.1和15.6μs.结果表明,在二维层状半导体材料与Si之间引入Al₂O₃隧穿层,可以有效地降低器件的暗电流,有利于高性能的Si基光电探测器的制备.