鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管

第1 章　緒　論 1
1.1　后摩爾時代的低功耗應(yīng)用需求 1
1.2　后摩爾時代的新型低功耗場效應(yīng)晶體管 7
1.2.1　隧穿場效應(yīng)晶體管 7
1.2.2　自旋場效應(yīng)晶體管 9
1.2.3　狄拉克源場效應(yīng)晶體管 10
1.2.4　鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管 11
1.3　本章小結(jié) 12
參考文獻 12

第2 章　氧化鉿基鐵電材料 15
2.1　鐵電材料概述 15
2.1.1　鐵電材料定義 15
2.1.2　鐵電材料的發(fā)展與需求 19
2.2　氧化鉿基鐵電材料的研究進展 21
2.2.1　晶體結(jié)構(gòu) 21
2.2.2　摻雜工程 22
2.2.3　工藝探索 25
2.3　新型氧化鉿基鐵電材料的應(yīng)用 34
2.3.1　高介電響應(yīng)“多態(tài)相邊界”絕緣材料 35
2.3.2　非易失性可重構(gòu)鐵電摻雜技術(shù) 39
2.4　本章小結(jié) 43
參考文獻 43

第3 章　鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管的概念及其發(fā)展歷程 47
3.1　負(fù)電容效應(yīng) 47
3.1.1　負(fù)電容效應(yīng)定義 47
3.1.2　負(fù)電容效應(yīng)原理 49
3.1.3　負(fù)電容效應(yīng)的穩(wěn)定性 50
3.2　鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管陡峭亞閾值特性 53
3.2.1　亞閾值擺幅 53
3.2.2　陡峭亞閾值特性 54
3.3　鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管發(fā)展歷程 56
3.3.1　基本電學(xué)特性 56
3.3.2　電容匹配原則 66
3.3.3　NDR 效應(yīng) 69
3.3.4　頻率響應(yīng)特性 71
3.3.5　負(fù)電容效應(yīng)存在性及本質(zhì) 73
3.4　本章小結(jié) 76
參考文獻 76

第4 章　鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管的基本電學(xué)特性 81
4.1　鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管制備工藝 82
4.2　鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管性能表征 84
4.2.1　鐵電材料的鐵電性表征 84
4.2.2　鍺溝道鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管電學(xué)性能表征 85
4.2.3　鍺錫溝道鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管電學(xué)性能表征 90
4.3　本章小結(jié) 91
參考文獻 92

等5 章　鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管的電容匹配原則 97
5.1　電容匹配原則影響因素分析 97
5.2　電容匹配原則調(diào)控手段論證 99
5.2.1　TAnnealing 對NCFET 電學(xué)性能的影響 100
5.2.2　AFE/AMOS 對NCFET 電學(xué)性能的影響 108
5.2.3　tFE 對NCFET 電學(xué)性能的影響 113
5.2.4　VG, range 對NCFET 電學(xué)性能的影響 116
5.3　電容匹配原則微觀機理解析 120
5.4　本章小結(jié) 127
參考文獻 127

第6 章　鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管的NDR 效應(yīng) 131
6.1　NDR 效應(yīng)產(chǎn)生機理 132
6.2　NDR 效應(yīng)調(diào)控機制 135
6.2.1　理論研究 135
6.2.2　實驗研究 139
6.3　NDR 效應(yīng)相關(guān)應(yīng)用 144
6.3.1　短溝道效應(yīng)抑制 145
6.3.2　高增益跨導(dǎo)放大器 149
6.4　本章小結(jié) 153
參考文獻 154

第7 章　鐵電負(fù)電容場效應(yīng)晶體管的頻率響應(yīng)特性 157
7.1　鐵電材料本征延時 157
7.1.1　鐵電電容- 電阻延時評估系統(tǒng) 158
7.1.2　亞納秒鐵電電容快速測試系統(tǒng) 164
7.2　鐵電負(fù)電容器件頻率響應(yīng)特性 170
7.2.1　材料選取原則 170
7.2.2　結(jié)構(gòu)設(shè)計原則 174
7.2.3　電路應(yīng)用頻率響應(yīng)特性 184
7.3　本章小結(jié) 187
參考文獻 188

第8 章　鐵電負(fù)電容效應(yīng)機理研究 193
8.1　鐵電負(fù)電容效應(yīng)存在性研究 193
8.2　鐵電負(fù)電容效應(yīng)本質(zhì)探索 207
8.3　本章小結(jié) 222
參考文獻 222

第9 章　總結(jié)與展望 225
9.1　總結(jié) 226
9.1.1　鐵電負(fù)電容器件優(yōu)化 226
9.1.2　新型溝道材料負(fù)電容器件 231
9.1.3　新型負(fù)電容器件應(yīng)用 235
9.2　展望 239
參考文獻 240