半導(dǎo)體薄膜場(chǎng)發(fā)射機(jī)理研究.pdf

1、通過(guò)建立納米半導(dǎo)體薄膜場(chǎng)發(fā)射模型，分別研究了c-BN半導(dǎo)體薄膜場(chǎng)發(fā)射納米增強(qiáng)效應(yīng)及納米AlxGa1-xN復(fù)合膜的熱場(chǎng)發(fā)射特性。研究結(jié)果表明：小納米晶粒半導(dǎo)體薄膜具有更為優(yōu)異的場(chǎng)發(fā)射特性；在不考慮納米幾何場(chǎng)增強(qiáng)情況下，半導(dǎo)體納米場(chǎng)發(fā)射增強(qiáng)效應(yīng)可能源于NEA增強(qiáng)及帶隙寬化后導(dǎo)致的強(qiáng)帶彎曲；納米AlxGa1-xN復(fù)合膜同樣具有納米場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)；納米場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)大小也與場(chǎng)發(fā)射體溫度與合金成分指數(shù)密切相關(guān)。 選用c-BN/真空/金屬結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)

2、地研究了半導(dǎo)體薄膜的場(chǎng)發(fā)射能量分布(FEED)多峰特征。研究表明：FEED多峰特征主要出現(xiàn)在具有低電子親和勢(shì)的寬帶半導(dǎo)體薄膜中，只要所加電場(chǎng)足夠高，多峰出現(xiàn)將是不可避免的。而且，隨著場(chǎng)強(qiáng)的增加，單峰的FEED將逐漸演變?yōu)閮蓚€(gè)峰，甚至多個(gè)峰。研究也發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)EED峰的強(qiáng)度、數(shù)目及位置與場(chǎng)強(qiáng)、親和勢(shì)及摻雜能級(jí)緊密相關(guān)。對(duì)于這種規(guī)律，提出了一種共振隧穿場(chǎng)發(fā)射模型進(jìn)行合理的解釋。 發(fā)展自洽量子模型研究了多層結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體超薄膜的場(chǎng)發(fā)射特性。與

3、以前兩步法解釋超薄膜場(chǎng)發(fā)射機(jī)制相比，此模型對(duì)于場(chǎng)發(fā)射過(guò)程的理解更加明晰。研究結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)上的微小調(diào)整，將可能導(dǎo)致場(chǎng)發(fā)射電流數(shù)量級(jí)的改變，這為場(chǎng)發(fā)射應(yīng)用研究提供了一種全新思路。結(jié)構(gòu)調(diào)制對(duì)于場(chǎng)發(fā)射特性的極大改善可能來(lái)源于兩個(gè)方面：其一，結(jié)構(gòu)調(diào)制導(dǎo)致勢(shì)阱中能級(jí)移動(dòng)，改變電子積累狀態(tài)影響場(chǎng)發(fā)射電子源狀態(tài)；其二，勢(shì)阱中電子積累影響有效表面勢(shì)壘，導(dǎo)致電子發(fā)射隧穿過(guò)程改變。 選用不同相結(jié)構(gòu)BN薄膜，實(shí)驗(yàn)地研究了相結(jié)構(gòu)對(duì)場(chǎng)發(fā)射性能影響，發(fā)現(xiàn)高