Bi4Ti3O12栅Si基铁电场效应晶体管特性研究

采用溶胶 -凝胶工艺制备了 Si基 Ag/Bi4 Ti3O1 2 栅铁电场效应晶体管。研究了 Bi4 Ti3O1 2 铁电薄膜厚度、栅宽 /长比等器件结构参数对性能的影响。研究表明 :铁电场效应晶体管的阈值电压、击穿场强和剩余极化等并不随 Bi4 Ti3O1 2 薄膜厚度的增加而线性变化 ,跨导和漏 -源电流在不同的栅宽 /长比范围变化趋势不同 ,当Bi4 Ti3O1 2 厚度为 2 0 0～ 40 0 nm、Wg/Lg 取 1～ 2时 ,器件可获得较好的综合性能 ,不同栅压变化过程的 Isd-Vsd特性曲线并不重合 ,表明该器件具有源于铁电薄膜极化的场效应特性。     

铁电场效应晶体管

介绍了铁电场效应晶体管 (FFET)的基本结构、存储机制、制作方法 ,综述其结构设计的改进、铁电薄膜在 FFET中应用的进展情况 ,探讨围绕铁电薄膜材料、过渡层、结构设计、不同成膜方法及工艺对 FFET存储特性的影响 ,对 FFET的研究现状和存在的一些问题进行评述     

铁电场效应晶体管的建模与模拟

得到了一个铁电场效应晶体管(MFIS结构)的新的模型,并对该模型进行了电特性分析。从理论上得到了铁电极化和电场强度关系的新的表达式。基于Pao和Sah双积分且考虑了铁电材料的非饱和极化得到漏极电流的精确模拟,并给出了器件模拟结果。通过对器件的模拟,最后总结了一些提高铁电场效应晶体管性能的规律。     

PZT铁电场效应晶体管电学性能

采用磁控溅射法制备了(111)向择优的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)铁电薄膜,并结合半导体集成技术制备了金属/铁电/金属/多晶硅/绝缘层/Si衬底(MFMIS)结构的n沟道铁电场效应晶体管.研究了铁电场效应晶体管的C-V特性、I-V特性以及写入速度.顺时针的C-V滞回曲线和逆时针的Id-Vg滞回曲线表明,n沟道PZT铁电场效应晶体管具有极化存储性能和明显的栅极化调制效应,并且在-5V到 5V的Vg电压下从C-V和Id-Vg滞回曲线中都得到了2V的存储窗口.     

PZT铁电场效应晶体管电学性能

采用磁控溅射法制备了(111)向择优的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)铁电薄膜,并结合半导体集成技术制备了金属/铁电/金属/多晶硅/绝缘层/Si衬底(MFMIS)结构的n沟道铁电场效应晶体管.研究了铁电场效应晶体管的C-V特性、I-V特性以及写入速度.顺时针的C-V滞回曲线和逆时针的Id-Vg滞回曲线表明,n沟道PZT铁电场效应晶体管具有极化存储性能和明显的栅极化调制效应,并且在-5V到+5V的Vg电压下从C-V和Id-Vg滞回曲线中都得到了2V的存储窗口.     

MFMIS铁电场效晶体管的制备及存储特性

在磁控溅射法制备Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)铁电薄膜的基础上,结合半导体工艺制备了金属/铁电/金属/绝缘层/Si衬底(MFMIS)结构的铁电场效应晶体管。器件的顺时针电容-电压(C-V)特性曲线和逆时针漏电流-栅电压(Id-Vg)特性曲线表明,n沟道PZT铁电场效应晶体管具有明显的栅极化调制效应和极化存储性能,且在-5~ 5 V的电压下存储窗口为2 V。     

金属/SiO2/Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜的J-V特性

采用sol-gel方法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi4Ti3O12铁电薄膜。测试了其在直流电场下流过铁电薄膜的漏导电流J-V特性。测量结果显示正向漏电流明显小于负向漏电流。并讨论了金属–铁电薄膜所形成的整流接触特性,以及金属/SiO2/Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜系统在不同电压范围(0~±6V)的导电机制。     

铁电薄膜和铁电场效应存储器研究

简述了铁电场效应管ＦＦＥＴ工作原理；说明了器件对薄膜和结构的要求；指出了铁电薄膜的电滞回线及金属铁电半导体结构的Ｃ－Ｖ特性。     

基于免疫算法的铁电场效应晶体管多态门设计方法

应用于硬件安全领域的多态电路对于除金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)外的新器件的研究较少,往往只有少数几个设计实例,缺乏一般化的研究方法和多态门设计平台。面向铁电场效应晶体管(FeFET)器件,该文提出一种多态门设计方法。该方法利用免疫算法,将基于FeFET的多态门电路生成问题归结为生物代际演化过程。该文利用C++语言平台和Hspice仿真工具实现了完整的FeFET多态门设计算法,结合具体的工艺和电路模型搭建了多态门的设计平台。实验结果表明,该设计方法可有效地生成出基于FeFET的多态电路,其所生成的多态门电路可实现温度、电源电压和外部信号多种控制方式。     

铁电材料Bi4Ti3O12及应用

叙述了Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２材料的结构、性质和制备方法，并对Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２铁电薄膜的研究现状和应用前景作了简单分析。     

用MOCVD和快速热处理工艺制备钛酸铋铁电薄膜

采用MOCVD工艺，制备非晶态Bi4Ti3O12薄膜，然后经过快速退火处理，制备高度择优取向的Bi4Ti3O12铁电薄膜，运用X射线衍射术分析薄膜材料的结构，X射线显微分析仪测量薄膜材料的组份，并通过电滞回线的测量，研究快速退火对Bi4Ti3O12薄膜结构和电性能的影响。     

铁电钛酸铋超微粉及陶瓷的研究

采用类溶胶－凝胶方法制备了铁电Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２超微粉，分别用Ｘ射线衍射、透射电子显微镜、激光散射粒度仪和差热分析仪对其结构、形貌、粒度和相变特性进行了测试分析。结果表明，超微粉形成了正交晶系Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２结构，晶粒尺寸为１０～５０ｎｍ。由微粉制备了Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２陶瓷，其介电常数和损耗角正切分别为ε＝１０５．６和ｔｇδ＝０．０５２（１００Ｈｚ）及ε＝９７．２和ｔｇδ＝０．０００３６（４ＭＨｚ），铁电参数矫顽电场Ｅｃ为２．９１×１０６Ｖ／ｍ，剩余极化强度Ｐｒ为７×１０－３Ｃ／ｍ２。     

(Bi4-x,Lax)Ti3O12铁电陶瓷性能研究

采用溶胶－凝胶（Sol-Gel)技术制备了（Bi4-x,Lax)Ti3O12（BLT）干凝胶粉体，并用此粉体制备了陶瓷。利用XRD、SEM等手段分析表征了陶瓷的结构、表面形貌及介电性能。结果表明，采用本文工艺技术制备的陶瓷为类钙钛矿结构，表面致密，陶瓷的极化场强约为4.5kV/mm；BLT陶瓷介电性能为：介电常数ε=425(1kHz)，介电损耗tanδ=0.05(1kHz)。掺杂量的研究表明，当x≥0.4时，La的引入对介电常数和介电损耗有较大的影响，即使介电常数升高，介电损耗降低。     

Sol-Gel法制备Bi4Ti3O12薄膜及其性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi4Ti3O12(BTO)铁电薄膜,利用X-射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其晶格结构和表面形貌进行了表征,制备的BTO薄膜具有单一的钙钛矿晶格结构和表面平整致密。对700℃退火的BTO薄膜进行了铁电性能和疲劳特性测试,在测试电压为6 V时,剩余极化值2Pr约为12.5μC/cm2,矫顽电场2Ec约为116.7 kV/cm;经1×109次极化反转后,剩余极化值下降了24%,对其疲劳机理进行了探讨。     

不同择优取向Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜的铁电性质

采用化学溶液沉积法在p-Si(100)衬底上制备了LaNiO3(LNO)下电极和Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)铁电薄膜,分别用X-射线衍射、原子力显微镜、扫描电镜和铁电测试仪对样品的微结构和铁电性质进行了系统分析。结果表明,低热解温度下制备的LNO薄膜具有(110)择优取向、小的颗粒尺寸和大的电阻率;而高热解温度下制备的LNO薄膜具有(100)择优取向、大的颗粒尺寸和小的电阻率。与以往报道不同,c轴择优取向度大的BLT薄膜显现出更大的剩余极化强度和更小的漏电流,具有更优越的铁电性质。     

Sol-Gel法制备硅基钛酸铋铁电薄膜

介绍溶胶一凝胶(Sol-Gel)法制备Bi4Ti3O12薄膜的工艺过程；对前驱体溶液进行了综合热分析，并对薄膜的性质进行了研究；成功地在p-Si衬底上制备出随机取向的Bi4Ti3O12铁电薄膜。在650℃下退火30min得到的Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化强度Pr=12μC／cm^2，矫顽场强Ec=130kV／cm。     

复合靶溅射Bi4Ti3O12铁电薄膜的结构和相变

采用金属与金属氧化物复合靶的射频溅射法，在Si基片上沉积制备了Bi4Ti3O12(BTO)铁电薄膜，用变温X－射线及热分析等方法研究BTO铁电薄膜的结构和相变，结果表明，在温度为350－445℃之间，薄膜经历由烧绿石相向钙钛矿相的结构相变，在670℃附近，薄膜由铁电相向顺电相转变，该相变是由于晶格畸变量b/a随温度上升连续减小，使得薄膜晶体对称性发生改变引起，在相变附近未观察到潜热的产生。     

(Bi,Yb)4Ti3O12铁电薄膜的制备

采用稀有金属镱元素对钛酸铋进行掺杂,以期获得性能较好的(Bi,Yb)4Ti3O12铁电薄膜.采用溶胶-凝胶旋涂法在p型Si(100)基底上成功地沉积出(Bi34,Yb06)Ti3O12[BYT]铁电薄膜.用X射线衍射法对其结构及其成份进行了表征,用铁电分析仪(RT66A)测试了其铁电性.并就影响BYT薄膜铁电性能的因素进行了分析.