HfO 2 /STO结构的输运性质研究

发布时间：2024-12-27 02:57

　　近年来,在LaAlO₃（LAO）/SrTiO₃（STO）异质结界面发现了高迁移率的准二维电子气（Q2DEG）,这使通过调制绝缘体SrTiO₃表面和界面附近的载流子浓度而产生Q2DEG成为可能。随后,经过Ar⁺刻蚀处理后的SrTiO₃表面也发现了Q2DEG,SrTiO₃从绝缘态转变为半导态。外延生长对制备仪器、生长条件和成本控制方面提出了巨大的挑战,Ar⁺刻蚀SrTiO₃作为一种非外延制备SrTiO₃表面Q2DEG层的方法,其显著优点是实验条件简单、成本低、易于大规模生产。实现对Q2DEG的调制是理解和应用与Q2DEG相关奇异现象的重要途径,也是基于Q2DEG器件的基础,本文顶栅电场调制的HfO₂/SrTiO₃全氧化物场效应晶体管,实现了对Ar⁺刻蚀SrTiO₃表面Q2DEG体系的调制与研究。Ar^+...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钛酸锶的基本性质
    1.3 SrTiO₃表面导电层的制备研究
    1.4 HfO₂的基本性质
    1.5 MOSFET
    1.6 研究工作的背景与意义
    1.7 本文内容安排
第二章 实验原理和测试方法
    2.1 引言
    2.2 HfO₂/STO样品的制备
        2.2.1 图形化工艺
        2.2.2 Ar⁺刻蚀工艺
        2.2.3 薄膜沉积工艺
    2.3 原子力显微镜
    2.4 电学性质测试
        2.4.1 电阻测试和霍尔效应测试
        2.4.2 伏安特性曲线测试
        2.4.3 场效应测试
        2.4.4 LCR测试
    2.5 本章小结
第三章 HfO₂/SrTiO₃场效应晶体管基本性质
    3.1 引言
    3.2 Ar⁺刻蚀处理SrTiO₃单晶表面输运性质
    3.3 HfO₂/SrTiO₃场效应晶体管工艺
    3.4 HfO₂/SrTiO₃场效应晶体管电学性质
        3.4.1 伏安特性曲线
        3.4.2 场效应性能测试
        3.4.3 LCR测试
    3.5 HfO₂/SrTiO₃场效应晶体管疲劳特性
    3.6 本章小结
第四章 HfO₂/STO场效应晶体管性能改善研究
    4.1 引言
    4.2 HfO₂/SrTiO₃场效应晶体管性能与栅极制备条件关系
    4.3 HfO₂/SrTiO₃场效应晶体管栅极漏电机理研究
        4.3.1 Fowler-Nordheim隧穿
        4.3.2 普尔-法兰克效应(Poole-Frenkel)
        4.3.3 肖特基发射(Schottky Emission)
        4.3.4 空间电荷限制电流(SCLC)
    4.4 HfO₂栅极制备工艺与栅极缺陷关系
    4.5 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：4021033