發(fā)布時(shí)間：2021-07-27 04:17

　　隨著集成電路制造工藝的不斷前進(jìn),目前工藝節(jié)點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到7 nm,摩爾定律的步伐逐漸放緩。除了工藝上光刻成本的急劇提升,MOS場(chǎng)效應(yīng)管的小尺寸效應(yīng)（如“短溝道效應(yīng)”）也逐漸需要引起重視。學(xué)術(shù)界、工業(yè)界一方面在發(fā)展新的技術(shù)（如Fin-FET技術(shù)、高k介質(zhì)技術(shù)）來繼續(xù)降低晶體管的漏電流和提升柵控能力,以最終提升開關(guān)比、功耗等性能,從而延續(xù)摩爾定律;另一方面,也在積極發(fā)展新型的材料來彌補(bǔ)當(dāng)前半導(dǎo)體工藝的缺陷,二維材料就是其中一個(gè)重要的候選。典型的二維材料有石墨烯、黑磷、過渡族金屬硫化物、六方氮化硼等。二維材料由于其原子級(jí)厚度的特性,可以存在很強(qiáng)的場(chǎng)效應(yīng),因而可以抑制“短溝道效應(yīng)”,實(shí)現(xiàn)極短?hào)砰L(zhǎng)的場(chǎng)效應(yīng)管。除了電學(xué)應(yīng)用,二維材料也被廣泛地用于光通信或傳感。以二維材料或者是二維/三維異質(zhì)結(jié)構(gòu)成的光電探測(cè)器表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。二維材料具有較高的透明性,較高的電導(dǎo)率,較強(qiáng)的場(chǎng)效應(yīng),多種禁帶寬度以及新的物理機(jī)制等,可以極大地提升光電探測(cè)器的量子效率、增益和光譜響應(yīng)范圍等。因而,二維材料的引入可以和三維材料的成熟工藝達(dá)到互補(bǔ),解決電學(xué)和光學(xué)器件中存在的問題。本文主要集中在二維/三維異質(zhì)結(jié)晶體管的電學(xué)和光電方... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：149 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?Ｆｉｎ－ＦＥＴ的原理圖和ＴＥＭ截面圖⑴??另一方面，從體材料向低維材料的發(fā)展一直在進(jìn)行中，涵蓋了單質(zhì)半導(dǎo)體以及化合物??

如最具代表性的，１９８２年崔琦和馮克利青等人發(fā)現(xiàn)的分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)［１２］�；趯�(duì)量子阱??的研究，張遠(yuǎn)波、Ｇｅｉｍ等人在層狀材料里也找到了對(duì)應(yīng)的二維電子氣體系，即石墨烯，并??且也在其中看到了量子霍爾效應(yīng)，如圖１．３所示％?１４］。??Ｈ—丨??＝Ｖ－?．．．?０９８１－？ｔｏ??ｒ）（１０，２ｃｍｚ）??Ｋ?８?廠一——丨?４??亦、丨ｌ?ｉｆ??＇。一＇?／?＼?＼?．??０－?—??？６０?．３０?０?３０?６０??Ｖ＾（Ｖ）??圖１．３石墨烯的室溫量子霍爾效應(yīng)Ｍ??３??

?＂?Ｉ?．＿．．．．．．??圖１．２態(tài)密度和維度的關(guān)系??１．２二維材料的發(fā)展歷史??二維材料最具代表性的是石墨烯，其最早是２００４年由Ａ．?Ｋ．?Ｇｅｉｍ和Ｋ．?Ｓ．?Ｎｏｖｏｓｅｌｏｖ??通過機(jī)械剝離層狀體材料（石墨）發(fā)現(xiàn)的［ｓ］。在這之前，二維的納米結(jié)構(gòu)主要是量子阱［１°］。??量子阱研究的興起和分子束外延（ＭＢＥ）技術(shù)的發(fā)展密不可分［１１］。１９７〇年左右，朱兆祥發(fā)??展出了?ＭＢＥ技術(shù)，通過選擇晶格匹配的兩種半導(dǎo)體材料，生長(zhǎng)出界面潔凈的外延異質(zhì)結(jié)。??通過控制外延層的厚度在納米量級(jí)，我們可以獲得量子阱；如果周期性地生長(zhǎng)量子阱結(jié)構(gòu)，??我們可以獲得多量子阱甚至超晶格結(jié)構(gòu)。低維的量子阱結(jié)構(gòu)帶來了許多新奇的物理現(xiàn)象，??如最具代表性的，１９８２年崔琦和馮克利青等人發(fā)現(xiàn)的分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)［１２］�；趯�(duì)量子阱??的研究


本文編號(hào)：3305060