鐵電負電容場效應晶體管

第1 章　緒　論 1
1.1　后摩爾時代的低功耗應用需求 1
1.2　后摩爾時代的新型低功耗場效應晶體管 7
1.2.1　隧穿場效應晶體管 7
1.2.2　自旋場效應晶體管 9
1.2.3　狄拉克源場效應晶體管 10
1.2.4　鐵電負電容場效應晶體管 11
1.3　本章小結 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　晶體結構 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用 34
2.3.1　高介電響應“多態(tài)相邊界”絕緣材料 35
2.3.2　非易失性可重構鐵電摻雜技術 39
2.4　本章小結 43
參考文獻 43

第3 章　鐵電負電容場效應晶體管的概念及其發(fā)展歷程 47
3.1　負電容效應 47
3.1.1　負電容效應定義 47
3.1.2　負電容效應原理 49
3.1.3　負電容效應的穩(wěn)定性 50
3.2　鐵電負電容場效應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　鐵電負電容場效應晶體管發(fā)展歷程 56
3.3.1　基本電學特性 56
3.3.2　電容匹配原則 66
3.3.3　NDR 效應 69
3.3.4　頻率響應特性 71
3.3.5　負電容效應存在性及本質 73
3.4　本章小結 76
參考文獻 76

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

等5 章　鐵電負電容場效應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　電容匹配原則調控手段論證 99
5.2.1　TAnnealing 對NCFET 電學性能的影響 100
5.2.2　AFE/AMOS 對NCFET 電學性能的影響 108
5.2.3　tFE 對NCFET 電學性能的影響 113
5.2.4　VG, range 對NCFET 電學性能的影響 116
5.3　電容匹配原則微觀機理解析 120
5.4　本章小結 127
參考文獻 127

第6 章　鐵電負電容場效應晶體管的NDR 效應 131
6.1　NDR 效應產(chǎn)生機理 132
6.2　NDR 效應調控機制 135
6.2.1　理論研究 135
6.2.2　實驗研究 139
6.3　NDR 效應相關應用 144
6.3.1　短溝道效應抑制 145
6.3.2　高增益跨導放大器 149
6.4　本章小結 153
參考文獻 154

第7 章　鐵電負電容場效應晶體管的頻率響應特性 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　鐵電負電容器件頻率響應特性 170
7.2.1　材料選取原則 170
7.2.2　結構設計原則 174
7.2.3　電路應用頻率響應特性 184
7.3　本章小結 187
參考文獻 188

第8 章　鐵電負電容效應機理研究 193
8.1　鐵電負電容效應存在性研究 193
8.2　鐵電負電容效應本質探索 207
8.3　本章小結 222
參考文獻 222

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