绝缘层上锗硅论文_郑泽杰

导读:本文包含了绝缘层上锗硅论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:晶体管,沟道,材料,绝缘层,表征,效应,结构。

绝缘层上锗硅论文文献综述

郑泽杰^[1]（2019）在《高性能绝缘层上锗（GeOI）晶体管及其在医学检测中的应用研究》一文中研究指出近几十年以来,随着微电子技术的发展,包括微电子材料、设备等进步,金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)按照摩尔定律不断推进。随着晶体管特征尺寸的不断减小,晶体管出现了许多新的亟待解决的科学问题,比如短沟道效应、功耗增加等。由此,衍生出了许多新型技术来提高晶体管的电学特性,如应变硅技术、金属栅极/高k栅极氧化物技术、绝缘层上硅(Silicon-on-Insulator,SOI)技术、鳍式栅极(FinFET)技术、高迁移率沟道材料技术、新机理晶体管技术等。半导体Ge材料拥有远比Si更高的迁移率,是非常有应用前景的晶体管沟道材料。超薄绝缘层上半导体材料结构能够很好地抑制短沟道效应,是一种较理想的结构。结合以上两点优势,超薄绝缘层上Ge(GeOI)MOSFET是一种很好的能提升晶体管性能的选择。另外,微电子行业的发展也为其他领域带来了极大的便利,其中包括医学检测。离子敏感场效应晶体管(Ion Sensitive Field Effect Transistor,ISFET)和聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)数字芯片是其中两个重要的研究方向。本论文以实现高性能超薄GeOIMOSFET及交叉结合微电子与医学检测为目的,进行了以下几个方面的研究:高质量超薄GeOI衬底的实现;高性能超薄GeOIMOSFET的实现;超薄GeOI晶体管的背栅压调控作用;超薄GeOIISFET的实现与调控;高通量数字PCR芯片的实现与表征。具体研究内容如下:首先,通过氧化物直接键合体Ge/体Si与研磨抛光技术得到了高晶体质量的超薄GeOI衬底。在该研究中,为了得到平整的氧化物表面,我们用原子层沉积技术(Atomic Layer Deposition,ALD)生长了A12O3薄膜。键合后,通过机械研磨、化学机械抛光和刻蚀氧化减薄技术艺得到了超薄GeOI衬底。之后,我们用多种半导体表征技术对得到的超薄GeOI衬底进行验证。第一步,我们验证了Ge薄膜厚度为9nm,符合超薄结构,且Ge薄膜中无明显的缺陷或者位错存在。第二步,表面粗糙度得到了表征,数值约为0.2 nm,且均匀性很好。第叁步,Ge膜的晶体质量通过拉曼光谱和X射线衍射仪测试,结果显示其Ge膜的晶体质量得到了保持。第四步,Ge膜的载流子霍尔迁移率也得到了表征,其中在Ge膜为537nm时,空穴的霍尔迁移率达到了1330cm2/Vs。接着,我们实现了 GeOI背栅nMOSFET的基本特性,证明新方法得到的GeOI衬底适合做晶体管。但是晶体管性能还有待提高,因此我们通过后氧化技术提升了A1203与Ge之间的界面,降低了界面态密度,优化了超薄GeOI衬底。基于此条件,我们实现了不同厚度的高性能GeOIpMOSFETs,研究了晶体管特性对Ge薄膜厚度的依存性。研究发现,随着Ge薄膜厚度的降低,沟道反型层载流子受到的散射加强,迁移率降低,晶体管驱动电流随之减小。另外,我们比较了新方法得到的GeOI与智能剥离GeOI晶体管的电学特性,发现高晶体质量与良好的界面质量使得抛光GeOI晶体管的性能要优于智能剥离晶体管。最后,我们研究了 GeOI晶体管在低温下的载流子特性。然后,我们通过施加背栅压(VBG)研究了GeOI pMOSFETs中沟道载流子的输运特性。研究发现,VBG能够明显地调控沟道载流子的分布情况。当VBG为正电压时,载流子分布更加靠近上界面,增大了由界面态引起的库伦散射(Coulomb Scattering)和表面粗糙度引起的表面粗糙度散射(Surface Scattering)。因此,正的VBG降低了整体的载流子有效迁移率。当VBG为负电压时,情况则相反,载流子分布往Ge膜中心移动,降低了散射概率,提升了迁移率。此外,我们还研究了前栅晶体管的迁移率对于Ge膜厚度的依存性,发现随着Ge膜厚度的降低,Ge膜中电场加强,沟道载流子受到的散射也加剧,空穴的迁移率也降低。最后,本论文交叉半导体技术与医学检测技术,得到了高灵敏度的GeOI ISFET和高通量数字PCR芯片。基于GeOI衬底,我们首次实现了 GeOI ISFET,并且研究了VBG对ISFET的离子灵敏度响应,实现了灵敏度的提升。另外,我们通过调整工艺得到精确的刻蚀技术,实现陡直度很好的数字PCR微反应室。之后,通过氧化技术实现了微反应室的表面钝化。最后,通过PCR扩增反应结果看到,我们实现微反应室数字PCR芯片能够有效地分型,且有效孔数达到了 12000个以上。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-04-15）

阮育娇^[2]（2017）在《绝缘层上锗(GOI)材料的表征测试》一文中研究指出晶片键合技术已成为半导体器件制备中的一项重要工艺,目前广泛地应用于SOI(Silicon-on-insulator)、GOI(Germanium-oninsulator)结构以及硅基Ш-V族结构的制备,在硅基光电集成方面具有广阔的应用前景。本文采用键合技术结合智能剥离方法制备了绝缘层上锗(GOI)材料,并通过原子力显微镜(AFM)、扫描声学显微镜(SAM)、透射电镜(TEM)、以及X射线衍射(XRD)等对GOI的微结构进行了表征和分析。非破坏性的检测方法在键合质量检测上具有重要的应用价值,键合材料表征技术的进步,必将推动键合技术不断向前发展。(本文来源于《电子世界》期刊2017年22期）

绝缘层上锗硅论文开题报告

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

晶片键合技术已成为半导体器件制备中的一项重要工艺,目前广泛地应用于SOI(Silicon-on-insulator)、GOI(Germanium-oninsulator)结构以及硅基Ш-V族结构的制备,在硅基光电集成方面具有广阔的应用前景。本文采用键合技术结合智能剥离方法制备了绝缘层上锗(GOI)材料,并通过原子力显微镜(AFM)、扫描声学显微镜(SAM)、透射电镜(TEM)、以及X射线衍射(XRD)等对GOI的微结构进行了表征和分析。非破坏性的检测方法在键合质量检测上具有重要的应用价值,键合材料表征技术的进步,必将推动键合技术不断向前发展。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。