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金属氧化物半导体MEMS气体传感器研究进展
1
作者 尹嘉琦 沈文锋 +3 位作者 吕大伍 赵京龙 胡鹏飞 宋伟杰 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期30-43,共14页
随着物联网的快速发展,各领域对气体监测的需求越来越大,基于先进微机电系统(Micro-electro-mechanical systems, MEMS)技术的金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor, MOS)气体传感器在过去几十年里取得了很大发展。MEMS微热板的... 随着物联网的快速发展,各领域对气体监测的需求越来越大,基于先进微机电系统(Micro-electro-mechanical systems, MEMS)技术的金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor, MOS)气体传感器在过去几十年里取得了很大发展。MEMS微热板的多样化设计、MOSs纳米结构的多样化以及机器学习算法的出现为MEMS的传感性能以及智能传感系统的构建提供了很大助力。本文从MEMS气体传感器的分类、制备和应用以及传感器阵列的构建等方面综述了金属氧化物半导体MEMS气体传感器的最新研究进展,并对MEMS基气体传感器的发展前景进行了总结和展望。 展开更多
关键词 气体传感器 金属氧化物半导体 微机电系统 传感器阵列 智能传感系统
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高迁移率金属氧化物半导体薄膜晶体管的研究进展
2
作者 李强 葛春桥 +4 位作者 陈露 钟威平 梁齐莹 柳春锡 丁金铎 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期447-465,共19页
基于金属氧化物半导体(MOS)的薄膜晶体管(TFT)由于较高的场效应迁移率(μFE)、极低的关断漏电流和大面积电性均匀等特点,已成为助推平板显示或柔性显示产业发展的一项关键技术。经过30余年的研究,非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)率先替代非晶... 基于金属氧化物半导体(MOS)的薄膜晶体管(TFT)由于较高的场效应迁移率(μFE)、极低的关断漏电流和大面积电性均匀等特点,已成为助推平板显示或柔性显示产业发展的一项关键技术。经过30余年的研究,非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)率先替代非晶硅(a-Si)在TFT中得到推广应用。然而,为了同时满足显示产业对更高生产效益、更佳显示性能(如高分辨率、高刷新率等)和更低功耗等多元升级要求,需要迁移率更高的MOS TFTs技术。本文从固体物理学的角度,系统综述了MOS TFTs通过多元MOS材料实现高迁移率特性的研究进展,并讨论了迁移率与器件稳定性之间的关系。最后,总结展望了MOS TFTs的现状和发展趋势。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体 薄膜晶体管 场效应迁移率 偏压稳定性
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不同栅压下Si-n型金属氧化物半导体场效应管总剂量效应的瞬态特性仿真
3
作者 张林 马林东 +3 位作者 杜林 李艳波 徐先峰 黄鑫蓉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第13期230-236,共7页
为了实现半导体器件在电离辐射环境中电学特性的动态退化过程,本文基于总剂量效应中陷阱对载流子的俘获/发射过程,建立了Si-n型金属氧化物半导体场效应管总剂量效应的瞬态特性数值模型.仿真了不同栅极偏压下,器件电学特性随累积总剂量... 为了实现半导体器件在电离辐射环境中电学特性的动态退化过程,本文基于总剂量效应中陷阱对载流子的俘获/发射过程,建立了Si-n型金属氧化物半导体场效应管总剂量效应的瞬态特性数值模型.仿真了不同栅极偏压下,器件电学特性随累积总剂量的上升而造成的器件退化效应,并提取了Si/SiO_(2)界面和栅氧化层中陷阱电荷的变化.仿真发现,随着累计总剂量的上升,两个位置处陷阱电荷的数量都趋向于饱和.当辐照中栅极偏压为正时,器件阈值电压的退化幅度显著高于辐照偏压为负时的退化幅度.无论是辐照过程中栅极加正偏压还是反偏压,都表现出阈值电压的退化幅度随着偏压幅值上升先上升再下降的趋势.栅极偏压对器件辐照后的退火效应也有一定的影响,在退火过程中如果栅极偏压不为零,器件退火后的电学特性恢复幅度比零偏压下的要低一些. 展开更多
关键词 辐照 总剂量 模型 金属氧化物半导体场效应管
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介孔金属氧化物半导体NO_(x)气体传感器研究进展 被引量：1
4
作者 郭元元 蒋楚宁 郑晓虹 《功能材料与器件学报》 CAS 2023年第3期141-153,共13页
由氮氧化物引起的环境污染一直是一个非常严峻的问题,我们需要利用气体传感器对氮氧化物进行检测以便预防和解决污染问题。金属氧化物半导体式气体传感器受到科研学者的广泛关注。大量实验数据表明,制备具有介孔结构的半导体材料,将会... 由氮氧化物引起的环境污染一直是一个非常严峻的问题,我们需要利用气体传感器对氮氧化物进行检测以便预防和解决污染问题。金属氧化物半导体式气体传感器受到科研学者的广泛关注。大量实验数据表明,制备具有介孔结构的半导体材料,将会提升传感器在工作温度、气体检测限、稳定性和选择性等方面的性能。本文将从响应机理、性能参数和影响因素方面对金属氧化物半导体式气体传感器进行简要介绍并具体综述了具有介孔结构的钨基、锌基和锡基NO_(x)气体传感器的研究现状。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体 气体传感器 氮氧化物 介孔结构 气敏性能
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低维金属氧化物半导体纳米材料设计与气敏性能研究
5
作者 熊露林 李涛 +2 位作者 侯星慧 吴继杰 陈德良 《中国科技期刊数据库 工业A》 2023年第6期0175-0181,共7页
低维纳米金属氧化物半导体因其独特的微观结构、表界面性质,拥有优异的电学、光学、催化、吸脱附等特性,广泛应用于化学传感及其他功能领域。金属氧化物半导体材料的化学组成与晶体结构、微观形貌与表界面特性等在很大程度上决定器件的... 低维纳米金属氧化物半导体因其独特的微观结构、表界面性质,拥有优异的电学、光学、催化、吸脱附等特性,广泛应用于化学传感及其他功能领域。金属氧化物半导体材料的化学组成与晶体结构、微观形貌与表界面特性等在很大程度上决定器件的气敏行为;合适的半导体材料体系设计以及独特的低维微纳结构的构筑是实现高性能气敏响应的重要途径。本文聚焦金属氧化物半导体纳米材料的制备及其气敏响应机制的最新研究进展,总结了低维纳米金属氧化物半导体材料的设计、制备、改性方法,以及气敏响应机理等新结果,为气敏等功能材料领域研究者进一步研发高性能金属氧化物基气敏传感材料提供了较系统理论与技术参考。 展开更多
关键词 纳米材料 金属氧化物半导体 气敏性能 气敏机理 制备方法
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金属氧化物半导体一维材料H_(2)S传感器研究进展
6
作者 李茹茹 王凯怡 +4 位作者 密士安 刘雅萍 陈泽 殷锡涛 马晓光 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期2015-2025,共11页
金属氧化物半导体具有较好的气敏性,基于金属氧化物半导体H_(2)S气体传感特性得到了广泛研究.然而,随着气体检测精细程度的增加,需要设计具有更优性能的纳米材料,来实现气体传感器检测下限和灵敏度的提高.同其他维度纳米材料相比,一维... 金属氧化物半导体具有较好的气敏性,基于金属氧化物半导体H_(2)S气体传感特性得到了广泛研究.然而,随着气体检测精细程度的增加,需要设计具有更优性能的纳米材料,来实现气体传感器检测下限和灵敏度的提高.同其他维度纳米材料相比,一维结构纳米材料由于具有良好的结晶度、较大的比表面积和独特的电子输运特性,在H_(2)S气敏性能提升上有明显优势.因此,本文主要以H_(2)S气体为主体,综述了基于金属氧化物半导体不同一维结构纳米材料的特点和一维结构纳米材料H_(2)S气体传感器的研究进展.讨论了金属氧化物半导体基一维结构纳米材料对H_(2)S气体传感的影响和气敏机理.最后,对金属氧化物半导体基一维结构纳米材料H_(2)S气体传感器的性能改进和未来应用前景进行了展望. 展开更多
关键词 H_(2)S气体 一维结构纳米材料 金属氧化物半导体 气体传感机制 传感性能
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基于金属氧化物半导体的瓦斯气体传感器研究现状及进展
7
作者 陈享享 刘天豪 +5 位作者 欧阳云飞 黄世毅 张朝阳 罗盛葳 陈润萱 林修合 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第11期34-44,共11页
瓦斯是我国煤矿以及相关金属矿山安全事故发生的主要诱因。甲烷是瓦斯的主要成分,利用高性能气体传感器对甲烷进行及时的监测预警,可有效保障矿山井下作业的安全。金属氧化物半导体型传感器相比电化学式、气相色谱式、接触燃烧式、光学... 瓦斯是我国煤矿以及相关金属矿山安全事故发生的主要诱因。甲烷是瓦斯的主要成分,利用高性能气体传感器对甲烷进行及时的监测预警,可有效保障矿山井下作业的安全。金属氧化物半导体型传感器相比电化学式、气相色谱式、接触燃烧式、光学式等气体传感器,具有成本低、体积小、稳定性好和响应快等优点,因此应用前景广泛。介绍了几种常见的金属氧化物半导体甲烷气敏材料,分析其用于甲烷气体传感的基本原理和优势,总结得出提升金属氧化物半导体材料气敏性能的3个主要方向为形貌调控、贵金属掺杂和构建异质结。目前需要进一步围绕表面电阻控制、化学敏化和电子敏化等3种气敏提升机制进行优化制备。总体而言,金属氧化物半导体气敏材料的研究为开发高性能瓦斯传感器奠定了基础,并将有助于矿山的安全和可持续生产。 展开更多
关键词 甲烷检测 金属氧化物半导体 气体传感器 气敏材料 煤矿安全
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金属氧化物半导体对庚烷的气固复相光催化反应 被引量：17
8
作者 徐自力 郭晓静 +4 位作者 杜尧国 尚静 井立强 冯一文 张家骅 《吉林大学自然科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期85-88,共4页
制备 Ti O2 ,Fe2 O3 ,Zn O超细粉 ,采用 XRD对制得的超细粉进行结构、粒径表征 .考察不同粒径的超细粉和普通商品 (体相 ) Fe2 O3 ,Ti O2 ,Zn O对庚烷的光催化反应 .结果表明 ,光催化活性大小的顺序为 Ti O2 (锐态矿型 ) >Zn O>Fe... 制备 Ti O2 ,Fe2 O3 ,Zn O超细粉 ,采用 XRD对制得的超细粉进行结构、粒径表征 .考察不同粒径的超细粉和普通商品 (体相 ) Fe2 O3 ,Ti O2 ,Zn O对庚烷的光催化反应 .结果表明 ,光催化活性大小的顺序为 Ti O2 (锐态矿型 ) >Zn O>Fe2 O3 ,锐钛矿型 Ti O2 光催化活性较金红石型 Ti O2 好 ,对于同一结构的粒子来说 ,粒径越小 。 展开更多
关键词 庚烷 光催化反应 金属氧化物半导体 气固复相光催化反应
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柔性衬底氧化物半导体透明导电膜的研究进展 被引量：14
9
作者 郝晓涛 张德恒 +5 位作者 马瑾 杨莺歌 王卿璞 程传福 田茂华 马洪磊 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期354-356,359,共4页
回顾和评述了柔性衬底氧化物透明导电膜 (包括锡掺杂的三氧化二铟ITO薄膜、铝掺杂的氧化锌AZO薄膜等 )的研究进展情况。报道了在柔性衬底上制备的ITO膜、ZnO膜的光电性质对衬底种类、制备工艺以及制备参数的依赖关系 。
关键词 柔性衬底 氧化物半导体 透明导电膜 研究进展
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氧化物半导体透明导电薄膜的最佳掺杂含量理论计算 被引量：35
10
作者 范志新 孙以材 陈玖琳 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第11期1382-1386,共5页
以铝掺杂氧化锌 (Al- doped Zn O,简称 AZO)和锡掺杂氧化铟 (Sn- doped In2 O3,简称 ITO)薄膜为例 ,建立了一个氧化物半导体透明导电薄膜的最佳掺杂含量的理论表达式 ,定量计算的结果 AZO陶瓷靶材中铝含量的理论最佳值为 C≈ 2 .9894% (... 以铝掺杂氧化锌 (Al- doped Zn O,简称 AZO)和锡掺杂氧化铟 (Sn- doped In2 O3,简称 ITO)薄膜为例 ,建立了一个氧化物半导体透明导电薄膜的最佳掺杂含量的理论表达式 ,定量计算的结果 AZO陶瓷靶材中铝含量的理论最佳值为 C≈ 2 .9894% (wt) ,ITO陶瓷靶材中锡含量的理论最佳值为 C≈ 10 .3114% (wt) ,与实验数据相符合 . 展开更多
关键词 氧化物半导体 透明导电薄膜 最佳掺杂含量
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高分辨紫外电子轰击互补金属氧化物半导体器件的实验研究 被引量：10
11
作者 刘虎林 王兴 +10 位作者 田进寿 赛小锋 韦永林 温文龙 王俊锋 徐向晏 王超 卢裕 何凯 陈萍 辛丽伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期152-157,共6页
基于真空紫外光电阴极和背照式互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器研制了紫外光响应的电子轰击CMOS(EBCMOS)器件,实现了EBCMOS器件在40 mlx光照度环境下的高分辨探测,电子图像灰度随电子能量的变化呈现出极好的线性关系.对器件成像... 基于真空紫外光电阴极和背照式互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器研制了紫外光响应的电子轰击CMOS(EBCMOS)器件,实现了EBCMOS器件在40 mlx光照度环境下的高分辨探测,电子图像灰度随电子能量的变化呈现出极好的线性关系.对器件成像分辨率测试的结果表明,在电场强度为5000 V/mm时,器件的空间分辨率可以达到25 lp/mm,与国际相关报道水平相当.研制的EBCMOS器件可直接在紫外弱光探测领域应用,如天文观察、高能物理、遥感测绘等,同时也可为下一步研制可见光和近红外敏感的EBCMOS器件提供参考. 展开更多
关键词 互补金属氧化物半导体 电子轰击增益 微光成像 紫外探测
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红外和雷达复合隐身材料——掺杂氧化物半导体 被引量：41
12
作者 马格林 曹全喜 黄云霞 《红外技术》 CSCD 北大核心 2003年第4期77-80,共4页
从红外隐身、雷达隐身原理及电磁波在半导体表面层的吸收和反射的机理出发 ,从理论上分析了掺杂氧化物半导体材料同时实现红外和雷达隐身的可能性 ,指出ZAO(掺铝氧化锌 )作为红外和雷达隐身复合隐身材料是很有发展前景的。
关键词 掺杂氧化物半导体 红外隐身 雷达隐身 隐身材料 ZA0 掺铝氧化锌
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基于4晶体管像素结构的互补金属氧化物半导体图像传感器总剂量辐射效应研究 被引量：9
13
作者 王帆 李豫东 +4 位作者 郭旗 汪波 张兴尧 文林 何承发 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期176-181,共6页
对基于4晶体管像素结构互补金属氧化物半导体图像传感器的电离总剂量效应进行了研究,着重分析了器件的满阱容量和暗电流随总剂量退化的物理机理.实验的总剂量为200 krad(Si),测试点分别为30 krad(Si),100 krad(Si),150 krad(Si)和200 kr... 对基于4晶体管像素结构互补金属氧化物半导体图像传感器的电离总剂量效应进行了研究,着重分析了器件的满阱容量和暗电流随总剂量退化的物理机理.实验的总剂量为200 krad(Si),测试点分别为30 krad(Si),100 krad(Si),150 krad(Si)和200 krad(Si),剂量率为50 rad(Si)/s.实验结果发现随着辐照总剂量的增加,器件的满阱容量下降并且暗电流显著增加.其中辐照使得传输门沟道掺杂分布发生改变是满阱容量下降的主要原因,而暗电流退化则主要来自于浅槽隔离界面缺陷产生电流和传输门-光电二极管交叠区产生电流.实验还表明样品器件的转换增益在辐照前后未发生明显变化,并且与3晶体管像素结构不同,4晶体管像素结构的互补金属氧化物半导体图像传感器没有显著的总剂量辐照偏置效应. 展开更多
关键词 互补金属氧化物半导体图像传感器 电离总剂量效应 钳位二极管 满阱容量
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透明非晶态氧化物半导体薄膜晶体管的研究进展 被引量：8
14
作者 王中健 王龙彦 +2 位作者 马仙梅 付国柱 荆海 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期210-216,共7页
透明非晶态氧化物半导体薄膜晶体管(TAOS-TFT)以其诸多优势受到研究人员的青睐,最近几年发展迅速。文章以传统薄膜晶体管做对照,详细介绍了TAOS-TFT的原理、结构和性能,总结出TAOS-TFT相对于Si基TFT具有制备温度低、均一性好、迁移率高... 透明非晶态氧化物半导体薄膜晶体管(TAOS-TFT)以其诸多优势受到研究人员的青睐,最近几年发展迅速。文章以传统薄膜晶体管做对照,详细介绍了TAOS-TFT的原理、结构和性能,总结出TAOS-TFT相对于Si基TFT具有制备温度低、均一性好、迁移率高、对可见光全透明和阈值电压低等5方面的优势,指出了TAOS-TFT在进一步实用化过程中所面临的几个重要问题,其中最为重要的是需要尽快建立自身的集约化物理模型。 展开更多
关键词 透明非晶态氧化物半导体 薄膜晶体管 有源矩阵有机发光二极管 有源矩阵电泳显示器 集约化模型
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碳纳米管及其掺杂氧化物半导体气敏传感器 被引量：11
15
作者 林毓韬 徐涛 柳清菊 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1159-1162,共4页
碳纳米管气敏传感器以其工作温度低和最低检出限较低等优点而备受关注,而碳纳米管掺杂氧化物半导体气敏传感器兼备了氧化物半导体气敏传感器和碳纳米管气敏传感器二者的优点,具有灵敏度较高、最低检出限低和工作温度低等特性。综述了这... 碳纳米管气敏传感器以其工作温度低和最低检出限较低等优点而备受关注,而碳纳米管掺杂氧化物半导体气敏传感器兼备了氧化物半导体气敏传感器和碳纳米管气敏传感器二者的优点,具有灵敏度较高、最低检出限低和工作温度低等特性。综述了这两类传感器的研究进展,介绍了其气敏机理,并对相应存在的问题及今后的发展趋势进行了概述。 展开更多
关键词 碳纳米管 氧化物半导体 掺杂 气敏传感器
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新型氧化物半导体气敏传感器的研究进展 被引量：6
16
作者 林毓韬 徐涛 +1 位作者 程定峰 柳清菊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第23期45-48,58,共5页
空气质量日益恶化问题引起了人们的重视。为了监控空气质量,研究者开发了很多种类的气敏传感器,其中氧化物半导体气敏传感器具有灵敏度高、制造成本低和信号测量手段简单等优点,成为了目前的主流产品。综述了该类型新型传感器的研究进展... 空气质量日益恶化问题引起了人们的重视。为了监控空气质量,研究者开发了很多种类的气敏传感器,其中氧化物半导体气敏传感器具有灵敏度高、制造成本低和信号测量手段简单等优点,成为了目前的主流产品。综述了该类型新型传感器的研究进展,介绍了其气敏机理、结构和制作方法,并概述了其存在的问题及今后的发展趋势。 展开更多
关键词 氧化物半导体 掺杂 气敏传感器 灵敏度
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氧化物半导体气敏传感器的改性研究进展 被引量：11
17
作者 朱琴 张裕敏 +2 位作者 胡昌义 张瑾 柳清菊 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第17期17017-17021,共5页
氧化物半导体气敏传感器具有灵敏度高、制造成本低、信号测量手段简单、使用方便等优点,在有毒有害气体实时监测方面极具应用潜力。综述了新型氧化物半导体气敏感器改性的研究进展、存在的问题及发展趋势。
关键词 氧化物半导体 改性 气敏传感器 研究进展
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超深亚微米互补金属氧化物半导体器件的剂量率效应 被引量：4
18
作者 郑齐文 崔江维 +4 位作者 王汉宁 周航 余徳昭 魏莹 苏丹丹 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期250-255,共6页
对0.18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的N型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)及静态随机存储器(SRAM)开展了不同剂量率下的电离总剂量辐照试验研究.结果表明:在相同累积剂量,SRAM的低剂量率辐照损伤要略大于高剂量率辐照的损... 对0.18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的N型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)及静态随机存储器(SRAM)开展了不同剂量率下的电离总剂量辐照试验研究.结果表明:在相同累积剂量,SRAM的低剂量率辐照损伤要略大于高剂量率辐照的损伤,并且低剂量率辐照损伤要远大于高剂量率辐照加与低剂量率辐照时间相同的室温退火后的损伤.虽然NMOSFET低剂量率辐照损伤略小于高剂量率辐照损伤,但室温退火后,高剂量率辐照损伤同样要远小于低剂量率辐照损伤.研究结果表明0.18μm CMOS工艺器件的辐射损伤不是时间相关效应.利用数值模拟的方法提出了解释CMOS器件剂量率效应的理论模型. 展开更多
关键词 总剂量辐射效应 超深亚微米 金属氧化物半导体场效应晶体管 静态随机存储器
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40nm金属氧化物半导体场效应晶体管感应栅极噪声及互相关噪声频率与偏置依赖性建模 被引量：5
19
作者 王军 王林 王丹丹 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第23期246-252,共7页
用于低功耗、混合信号及高频领域的CMOS技术的缩比进展,表明其最佳的高频性能已从低中反区转移至弱反区.高频噪声模型是射频与毫米波电路设计的先决条件,是纳米级金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)噪声分析的重要基础.本文基于40 nm... 用于低功耗、混合信号及高频领域的CMOS技术的缩比进展,表明其最佳的高频性能已从低中反区转移至弱反区.高频噪声模型是射频与毫米波电路设计的先决条件,是纳米级金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)噪声分析的重要基础.本文基于40 nm MOSFET的器件物理结构,并结合漂移-扩散方程和电荷守恒定律,提出了基于物理的高频感应栅极电流噪声模型及其与漏极电流噪声的互相关噪声模型,以此来统一表征噪声从弱反区到强反区的频率与偏置依赖性.本文通过将有效栅极过载引入高频噪声模型中,使得统一模型具有良好的准确性、连续性和平滑性.最后,通过所建模型的仿真结果与实验结果的数据比较,验证了本文所建模型的准确性及其对长沟道器件在强反区的适用性. 展开更多
关键词 40 nm金属氧化物半导体场效应晶体管 高频噪声模型 偏置依赖性
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金属氧化物半导体气敏机理探析 被引量：27
20
作者 田敬民 李守智 《西安理工大学学报》 CAS 2002年第2期144-147,共4页
讨论了金属氧化物半导体表面的气 -气、气 -固反应及其相应的电子过程 ,建立了分析气敏作用机理的理论模型 ,并提出了改进传感器性能的指导性意见。
关键词 气敏机理 气敏传感器 金属氧化物半导体 晶粒势垒
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