《高速砷化銦納米線鐵電頂柵場效應電晶體的研製》是依託武漢大學，由廖蕾擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高速砷化銦納米線鐵電頂柵場效應電晶體的研製
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：廖蕾
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鐵電存儲器是一種在斷電時不會丟失信息的非易失存儲器，在IC卡、行動電話、墜入式微處理器、航空航天和軍事套用等領域顯示出極大的潛力和良好的前景。本項目提出一種以具有高電子遷移率砷化銦納米線替代矽材料作為導電溝道、用鐵電介質作為存儲頂柵介質絕緣層的新方案，研製MFIS結構鐵電場效應電晶體。該器件不僅將具有高密度（導電通道的尺寸小於100納米）、高速度（單個器件的遷移率高於2000 cm2/Vs，延遲時間小於1 ns）、低功耗（單個器件小於1微瓦）和低工作電壓(± 1V)等優點，還可具有非破壞性讀出以及結構更加簡單緊湊的優勢和獨立地址（每一個頂柵控制一個單獨的器件）。本項目還將詳細研究鐵電場效應電晶體的物理機制，探索提高存儲特性的新方法及新機制。通過深入研究，期望簡化了製作工藝，並且給予器件高集成度和高速度。針對這幾個關鍵技術問題，給出可能的解決方法，使得該工作有望在未來一展身手。
結題摘要
課題主要以基於無機材料的薄膜電晶體為研究對象，開展薄膜電晶體器件研製，物性研究等方面的工作。傳統的薄膜電晶體一直是以低成本為主要特徵的，而低遷移率限制了薄膜電晶體在更高端層次上的套用。因此，實現低成本、高性能薄膜電晶體，將會大大拓寬薄膜電子的套用領域。尋找性能更加優良的半導體材料體系，並開發與之兼容的高速、穩定電晶體陣列成為當前薄膜電晶體發展的迫切需求之一。課題組主要針對高性能薄膜電晶體的一系列問題進行系統深入的研究，重點研究二維材料電晶體中柵介質材料的界面問題，以及金屬氧化物/一維納米結構複合薄膜器件潛力探索等問題。 1. 利用溶膠凝膠法製備高性能非晶氧化銦鋅/單壁碳納米管複合薄膜。得到了高達140 cm2/V•s的場效應遷移率，開關比約為107的的薄膜電晶體。同時高機械性能的單壁碳納米管使得複合薄膜的機械柔韌性也得到了大幅度的提升。通過調節薄膜的組分，控制薄膜電晶體的開啟電壓，保持器件遷移率在～130 cm2/Vs左右，在工作電壓1伏的情況下，延遲時間可以達到2.2納秒。另外，我們也研究了基於非晶氧化物/納米線複合薄膜電晶體的光電器件，獲得了高透明度的多色可見光探測器件陣列。 2. 研究基於二維硫化鉬的薄膜電晶體。由於硫化鉬材料表面缺乏懸掛鍵，很難用原子層沉積法獲得高質量的介電材料。我們利用不同超薄金屬薄膜作為緩衝層，在低溫下在硫化鉬表面沉積高質量的氧化鉿介電薄膜，研製出高電流密度和高遷移率的頂柵硫化鉬電晶體。並且利用這種頂柵電晶體組裝出高增益的反相器。
