微纳电子器件复习.docx

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1、10道题：佘总5道，陈老师5道能带/器件原理/工艺（较少）佘总：电子器件的性能比较：1.材料优势/工艺优势1.碳纳米管应用：场效应管—实现功能—问题（掺杂/接触势垒）解释原理/能带结构/器件形状对比和传统器件的优势劣势优势：弹道输运，没有热耗散，并且迁移率高劣势：无法批量制备；无法控制精确的掺杂；有很大的接触电阻延伸：新材料，旧原理，可能性分析FET型器件，电压控制沟道工艺：可控生长/定位/B-T/T-B光纳米器件2.石墨烯半金属，而不是半导体；需要打开能带优势：高电子迁移率；小劣势：低开关比；高接触电阻；导带和价

2、带接触作业题里的各种结构理解能带图（0带隙），不要求会画双极运输特性，射频另外的二维原子晶体，MOS2等MOS2：有能带结构，迁移率比石墨烯低，有高的开关比，良好的感光特性3.SI纳米线无结环栅结构：以N型Si纳米线为例，采用功函数大于N型Si的金属制作栅极，由于金半接触时功函数不匹配导致能带弯曲，使界面处产生耗尽层，在纳米尺度上，环栅可以实现耗尽层覆盖整个沟道，使晶体管在没有栅压的情况下关断，实现栅极控制。优势：无掺杂，减少工艺步骤；载流子从纳米线中间通过，不受表面缺陷的影响，有更大的迁移率；环栅使得栅控能力增强

3、；可以抑制短沟道效应，使器件进一步缩小；缺点：受工艺限制大，很小的误差会极大的影响器件性能；热传导在高密度下难以及时的挥发出去，容易过热；必须工作在小电压下，噪声容限低常开/常闭问题：环栅的优点：栅控能力好，（对比顶栅，背栅，FIN-FET）工艺：制作环栅，氧化自终止：因为对硅进行氧化，生成SiO2时，体积会膨胀，如果Si的直径够大，持续氧化会使内部的Si因为被外部SiO2完全包裹，产生向内的应力，阻止氧气可以进入继续氧化导致自行终止氧化无结的优势4.真空电子器件优势:快，因为电子在真空中传输，所以有很大的“迁移率

4、”；大功率；对温度不敏感；电路设计简单；抗辐射；劣势：工作电压高；功耗大，静态电流很大；能量效率低；贵工作条件苛刻，热阴极容易坏工艺问题：掠射法；空间电荷效应（如何将阴极产生的电子束集中）5.光探测器形成结：1.偏置2.两种半导体3.不同厚度光伏，光热FET结构：1.静态功耗2.放大3.灵敏度石墨烯光探测器：优势：电子迁移率高；光谱吸收广；良好的机械柔韧性和环境稳定性劣势：因为只有单层原子，光透过率极高，可吸收的光很小解决方法：非对称叉指电极主观题：MORETHANMOORE怎么超越？陈老师考作业+复习题选5---

5、-------道课件重点1.通过阅读最早MOORE提出摩尔定律的文章和最新的NATURE上的文章，解释什么是MOORE定律，以及你如何理解MOORE定律的发展摩尔定律：集成电路的集成度每18到24个月就翻一番。特征尺寸每6年缩小近1倍课件理解：事实上，摩尔定律并不是一个物理定律，而是一种预言，一张时间表。它鞭策半导体产业界不断进步，并努力去实现它。从根本上讲，摩尔定律是一种产业自我激励的机制，它让人们无法抗拒，并努力追赶，谁跟不上，谁就可能被残酷的淘汰。摩尔定律已成为一盏照亮全球半导体产业前进方向的明灯2.查阅关于

6、SIA和ITRS的资料（外）SIA:SemiconductorIndustryAssociation美国半导体业协会的简称ITRS:InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors国际半导体技术蓝图3.请推导等比例缩小的CE律和CV律中MOS器件功耗，延迟时间的缩小因子4.试推导器件尺寸缩小，集成度提高对内连线延迟时间的影响5.栅极漏电压除了增加静态功耗，会不会影响MOS器件的性能？（P）会，1.影响导通电流2.影响开启电压6.MOS器件栅氧化层泄露电流的原因由于器件尺

7、寸缩小，栅氧化层厚度减小，导致电子隧穿，穿过绝缘层产生泄漏电流当栅氧化层大于6nm时以F-N隧穿为主，当栅氧化层很薄时直接隧穿7.MOS泄露电流造成的不良影响，及其解决方法不良影响：1.增加静态功耗2.影响导通电流3.影响开启电压4.器件可靠性下降，影响寿命解决方法：栅氧化层优化设计（1）引进新材料，如HKMG（2）降低栅极电压（3）尺寸缩小时，栅氧化层厚度不按比例缩小8.MOS中绝缘层减薄带来的负效应有哪些？（外）泄漏电流：增加功耗，器件特性劣化可靠性：器件失效，影响寿命多晶硅栅耗尽和反型层量子化：栅电容下降，有

8、效氧化层厚度增加9.为什么要引入“HKMG”？HKMG:高介电常数金属栅极引入可以减小MOS泄露电流，优化栅氧化层10.MOS器件一般用什么晶面的硅片制作？（P）（100）11.解释短沟道效应（SCE）随着沟道缩短，阈值电压减小（N沟）或增大（P沟）的效应（VTrolloff）SCE与沟道掺杂浓度有关，浓度高，VTrolloff出现越晚。产生原因：由于沟道的