半導(dǎo)體薄膜場發(fā)射機理研究.pdf

1、通過建立納米半導(dǎo)體薄膜場發(fā)射模型，分別研究了c-BN半導(dǎo)體薄膜場發(fā)射納米增強效應(yīng)及納米AlxGa1-xN復(fù)合膜的熱場發(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)異的場發(fā)射特性；在不考慮納米幾何場增強情況下，半導(dǎo)體納米場發(fā)射增強效應(yīng)可能源于NEA增強及帶隙寬化后導(dǎo)致的強帶彎曲；納米AlxGa1-xN復(fù)合膜同樣具有納米場增強效應(yīng)；納米場增強效應(yīng)大小也與場發(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的寬帶半導(dǎo)體薄膜中，只要所加電場足夠高，多峰出現(xiàn)將是不可避免的。而且，隨著場強的增加，單峰的FEED將逐漸演變?yōu)閮蓚€峰，甚至多個峰。研究也發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)EED峰的強度、數(shù)目及位置與場強、親和勢及摻雜能級緊密相關(guān)。對于這種規(guī)律，提出了一種共振隧穿場發(fā)射模型進行合理的解釋。 發(fā)展自洽量子模型研究了多層結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體超薄膜的場發(fā)射特性。與

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