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半导体器件研究室简介
【更新时间：2008-11-10】【阅读次数：】
研究人员: 林兆军, 冀子武, 张兴华, 李玉香，兰建胜，肖洪地, 蒋然，张穗，吴厚政，赵丽丽
研究室主任：林兆军
研究方向:
● AlGaN/GaN 异质结场效应晶体管研究
近些年来，AlGaN/GaN异质结场效应晶体管（AlGaN/GaN HFET）一直作为半导体电子器件研究领域的热点而引起人们的广泛关注和极大兴趣。AlGaN/GaN异质结构的肖特基接触是AlGaN/GaN HFET的重要组成部分，肖特基接触金属对AlGaN势垒层应变影响的机理至今还不清楚，而肖特基接触金属对AlGaN势垒层应变的影响将改变AlGaN/GaN异质结构二维电子气密度等相关参数，由此对AlGaN/GaN HFET器件特性产生重要影响。我们的研究拟在通过AlGaN势垒层面极化电荷密度的分析计算，获取肖特基接触金属对AlGaN势垒层应变影响的信息，研究肖特基金属电子与AlGaN势垒层界面相互作用的机制，建立肖特基金属对AlGaN/GaN异质结构AlGaN势垒层应变影响的作用模型，以此推动GaN基电子器件研究的深入和发展。
● 超晶格量子阱红外探测器
● II型量子阱材料结构和器件研究
本研究以II–VI族宽禁带化合物半导体组成的ZnSe/BeTe/ZnSe II型量子阱结构为对象，对该结构中受限电子、光子所呈现出的，与它们在三维大结构中十分不同的、物理内容十分丰富的新光学特性进行系统深入的物性和机理研究。设计、制备不同结构尺寸、不同掺杂浓度的样品，在不同实验条件（如变温、电场、强磁场等）下分别对其I型跃迁和II型跃迁进行各种光谱测量。通过分析I型跃迁的吸收(反射)光谱，来探讨电子掺杂的有效性及发光机制。由回旋共振测量估计其电子的浓度、有效质量、迁移率和散射时间等参数。通过测量、解析I型跃迁和II型跃迁在各种条件下的发光光谱，分别获取其发光寿命、孔穴从ZnSe层到BeTe层的逃逸率、多体效应等信息。系统地研究、分析各种实验结果，确立反映I型跃迁和II型跃迁相互关联的理论模型并进一步建立速率方程式。最终阐明II型发光跃迁的起源和物理机制，并研究开发相应的可控发光器件。本研究将有助于对II型量子阱的光电子现象认识的深入及推动光电器件研究的发展。
● 低维半导体器件模型研究
利用SenTaurus-Device (业界标准器件的仿真)仿真工具，模拟分析低维半导体器件的器件特性，诸如电流-电压（I-V）、电容-电压（C-V）和频率特性等，由此深入研究低维半导体器件体系与量子效应相关的电子结构、声子结构和电子输运的特征和性质。
● 有机污染物分子纳米传感器研究
用化学的方法制备低维纳米材料体系，实现该低维材料体系对有机污染物分子的富集，通过有机污染物分子与低维纳米材料体系相互作用引起相应物理信号的变化制备纳米传感器。
● 晶体管热谱学研究
研究功率晶体管结温分布及实时测量，并由此深入研究功率晶体管可靠性和封装技术。
● 晶体管高k栅电学特性研究
由于微电子器件不断小型化的趋势，传统场效应晶体管中的栅介质SiO2因其在超薄状态下的漏电缺陷，严重的制约了半导体工业的发展。使用高介电常数（k）材料来取代SiO2是解决这一问题的方法。Hf基高k材料具有适中的介电常数，大的带宽等优点，但也存在氧在界面的扩散氧化导致k值降低，漏电性质尚需进一步改善等问题。研究集中在分析Hf基材料的电学性质，尝试使用堆栈复合结构取代传统单一的Hf 氧化物层的方法，来优化改善其性质。同时对其MOS堆栈界面进行分析，建立相应的氧化和漏电模型。
研究项目:
国家自然科学基金项目：肖特基接触金属对AlGaN势垒层应变影响研究，项目号：10774090, 金额：30.00万元，研究期限：2008.01-2010.12. 项目负责人:林兆军
参与项目, 纳米材料表面生化修饰与POPS的选择性富集；2007CB936602；973项目；2007年-2011年。参与者：林兆军
国家自然科学基金项目, 晶体管热谱学的基础研究，2005-2008， 25万，编号：60476039. 项目负责人: 苗庆海
山东省博士后创新项目专项资金: “微电子集成电路CMOS栅介质层的Hf基新型取代材料研究”（2007-2009）, 5万元，项目号：200702027，负责人：蒋然
国家自然科学基金项目：ZnSe/BeTe II型量子阱结构中I型跃迁、II型跃迁的物理机制及二者的相互关联，项目号：1084403, 金额：10.00万元，研究期限：2008.01-2008.12. 项目负责人:冀子武
研究室主任：林兆军
研究方向:
● AlGaN/GaN 异质结场效应晶体管研究
近些年来，AlGaN/GaN异质结场效应晶体管（AlGaN/GaN HFET）一直作为半导体电子器件研究领域的热点而引起人们的广泛关注和极大兴趣。AlGaN/GaN异质结构的肖特基接触是AlGaN/GaN HFET的重要组成部分，肖特基接触金属对AlGaN势垒层应变影响的机理至今还不清楚，而肖特基接触金属对AlGaN势垒层应变的影响将改变AlGaN/GaN异质结构二维电子气密度等相关参数，由此对AlGaN/GaN HFET器件特性产生重要影响。我们的研究拟在通过AlGaN势垒层面极化电荷密度的分析计算，获取肖特基接触金属对AlGaN势垒层应变影响的信息，研究肖特基金属电子与AlGaN势垒层界面相互作用的机制，建立肖特基金属对AlGaN/GaN异质结构AlGaN势垒层应变影响的作用模型，以此推动GaN基电子器件研究的深入和发展。
● 超晶格量子阱红外探测器
● II型量子阱材料结构和器件研究
本研究以II–VI族宽禁带化合物半导体组成的ZnSe/BeTe/ZnSe II型量子阱结构为对象，对该结构中受限电子、光子所呈现出的，与它们在三维大结构中十分不同的、物理内容十分丰富的新光学特性进行系统深入的物性和机理研究。设计、制备不同结构尺寸、不同掺杂浓度的样品，在不同实验条件（如变温、电场、强磁场等）下分别对其I型跃迁和II型跃迁进行各种光谱测量。通过分析I型跃迁的吸收(反射)光谱，来探讨电子掺杂的有效性及发光机制。由回旋共振测量估计其电子的浓度、有效质量、迁移率和散射时间等参数。通过测量、解析I型跃迁和II型跃迁在各种条件下的发光光谱，分别获取其发光寿命、孔穴从ZnSe层到BeTe层的逃逸率、多体效应等信息。系统地研究、分析各种实验结果，确立反映I型跃迁和II型跃迁相互关联的理论模型并进一步建立速率方程式。最终阐明II型发光跃迁的起源和物理机制，并研究开发相应的可控发光器件。本研究将有助于对II型量子阱的光电子现象认识的深入及推动光电器件研究的发展。
● 低维半导体器件模型研究
利用SenTaurus-Device (业界标准器件的仿真)仿真工具，模拟分析低维半导体器件的器件特性，诸如电流-电压（I-V）、电容-电压（C-V）和频率特性等，由此深入研究低维半导体器件体系与量子效应相关的电子结构、声子结构和电子输运的特征和性质。
● 有机污染物分子纳米传感器研究
用化学的方法制备低维纳米材料体系，实现该低维材料体系对有机污染物分子的富集，通过有机污染物分子与低维纳米材料体系相互作用引起相应物理信号的变化制备纳米传感器。
● 晶体管热谱学研究
研究功率晶体管结温分布及实时测量，并由此深入研究功率晶体管可靠性和封装技术。
● 晶体管高k栅电学特性研究
由于微电子器件不断小型化的趋势，传统场效应晶体管中的栅介质SiO2因其在超薄状态下的漏电缺陷，严重的制约了半导体工业的发展。使用高介电常数（k）材料来取代SiO2是解决这一问题的方法。Hf基高k材料具有适中的介电常数，大的带宽等优点，但也存在氧在界面的扩散氧化导致k值降低，漏电性质尚需进一步改善等问题。研究集中在分析Hf基材料的电学性质，尝试使用堆栈复合结构取代传统单一的Hf 氧化物层的方法，来优化改善其性质。同时对其MOS堆栈界面进行分析，建立相应的氧化和漏电模型。
研究项目:
国家自然科学基金项目：肖特基接触金属对AlGaN势垒层应变影响研究，项目号：10774090, 金额：30.00万元，研究期限：2008.01-2010.12. 项目负责人:林兆军
参与项目, 纳米材料表面生化修饰与POPS的选择性富集；2007CB936602；973项目；2007年-2011年。参与者：林兆军
国家自然科学基金项目, 晶体管热谱学的基础研究，2005-2008， 25万，编号：60476039. 项目负责人: 苗庆海
山东省博士后创新项目专项资金: “微电子集成电路CMOS栅介质层的Hf基新型取代材料研究”（2007-2009）, 5万元，项目号：200702027，负责人：蒋然
国家自然科学基金项目：ZnSe/BeTe II型量子阱结构中I型跃迁、II型跃迁的物理机制及二者的相互关联，项目号：1084403, 金额：10.00万元，研究期限：2008.01-2008.12. 项目负责人:冀子武