本發(fā)明屬于半導(dǎo)體電子器件性能調(diào)控領(lǐng)域，具體涉及基于空間電荷非均勻分布的負(fù)阻效應(yīng)調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、負(fù)阻效應(yīng)一般是指在施加電流增大的同時(shí)測(cè)量電壓減小或者施加電壓增大的過程中測(cè)量電流減小的一種非線性電輸運(yùn)效應(yīng)。基于負(fù)阻效應(yīng)的器件可以應(yīng)用于電路放大器、存儲(chǔ)器、邏輯電路、振蕩器以及脈沖發(fā)生器等領(lǐng)域，具有十分重要的應(yīng)用前景。

2、目前，已經(jīng)在多種材料和結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了負(fù)阻效應(yīng)，比如：si、gaas、石墨烯、硅基p-n等異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)等。但是，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)阻效應(yīng)的調(diào)控往往需要采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝或者特定的條件（如光照或外磁場(chǎng)等），并且在同一器件中很難實(shí)現(xiàn)多種不同強(qiáng)度的負(fù)阻效應(yīng)，不便于集成應(yīng)用，因此一定程度上限制了其更為廣泛的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于空間電荷非均勻分布的負(fù)阻效應(yīng)調(diào)控方法，以解決實(shí)現(xiàn)負(fù)阻效應(yīng)往往需要采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝或者特定的條件（如光照或外磁場(chǎng)等），且在同一器件中很難實(shí)現(xiàn)多種強(qiáng)度不同的負(fù)阻效應(yīng)，不便于集成應(yīng)用的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于空間電荷非均勻分布的負(fù)阻效應(yīng)調(diào)控方法，包括以下步驟：

3、1）在半導(dǎo)體材料的相同表面制備具有不同間距的多個(gè)金屬電極，其中兩個(gè)電極分別位于所述材料表面的兩側(cè)；

4、2）將電流源的正、負(fù)極分別連接到上述兩個(gè)金屬電極之上，并且將電壓表的正極連接到電流源正極所連接的金屬電極之上，電壓表的負(fù)級(jí)依次連接到上述的其它金屬電極中的一個(gè)之上；

5、3）通過電流源持續(xù)增大電流時(shí)，在半導(dǎo)體內(nèi)部引發(fā)強(qiáng)局部電場(chǎng)，導(dǎo)致局部碰撞電離發(fā)生，產(chǎn)生少數(shù)載流子等效注入效應(yīng)，從而通過電壓表測(cè)得半導(dǎo)體材料中的負(fù)阻效應(yīng)，此時(shí)半導(dǎo)體內(nèi)的空間電荷為非均勻分布狀態(tài)，通過改變電壓表的負(fù)級(jí)所連接的金屬電極位置，使得電壓表所探測(cè)區(qū)域的有效載流子濃度發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)所探測(cè)的負(fù)阻效應(yīng)的調(diào)控。

6、優(yōu)選的方案中，所述半導(dǎo)體基體為低摻雜非磁性半導(dǎo)體材料ge、si、gaas或gasb中的一種。

7、優(yōu)選的方案中，所述金屬電極材料為非磁性金屬au、ag、cu、in或al中的一種。

8、優(yōu)選的方案中，所述金屬電極材料與半導(dǎo)體材料之間形成歐姆接觸特性。

9、本發(fā)明所提供的一種基于空間電荷非均勻分布的負(fù)阻效應(yīng)調(diào)控方法，通過采用上述結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：

10、（1）本發(fā)明所述的方法基于局部碰撞電離引起的負(fù)阻效應(yīng)，通過改變連接電壓表的電極間距，調(diào)節(jié)電壓探測(cè)區(qū)域的有效載流子濃度，實(shí)現(xiàn)對(duì)所探測(cè)的負(fù)阻效應(yīng)的調(diào)控，具有可通過電極間距的連續(xù)改變而實(shí)現(xiàn)負(fù)阻效應(yīng)連續(xù)可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，便于在多性能負(fù)阻元件集成電路中獲得應(yīng)用；

11、（2）本發(fā)明所述方法工藝簡(jiǎn)單，器件性能測(cè)試方法成熟，有利于推廣應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種基于空間電荷非均勻分布的負(fù)阻效應(yīng)調(diào)控方法，其特征在于包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間電荷非均勻分布的負(fù)阻效應(yīng)調(diào)控方法，其特征在于：所述半導(dǎo)體基體為低摻雜非磁性半導(dǎo)體材料ge、si、gaas或gasb中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間電荷非均勻分布的負(fù)阻效應(yīng)調(diào)控方法，其特征在于：所述金屬電極材料為非磁性金屬au、ag、cu、in或al中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間電荷非均勻分布的負(fù)阻效應(yīng)調(diào)控方法，其特征在于：所述金屬電極材料與半導(dǎo)體材料之間形成歐姆接觸特性。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于空間電荷非均勻分布的負(fù)阻效應(yīng)調(diào)控方法。在半導(dǎo)體材料的相同表面制備具有不同間距的多個(gè)金屬電極，其中兩個(gè)電極分別位于所述材料表面的兩側(cè)，在這兩側(cè)電極之上分別連接電流源的正、負(fù)極，并且將電壓表的正極連接到電流源正極所連接的金屬電極上，電壓表的負(fù)級(jí)連接到剩余電極上。在所述半導(dǎo)體內(nèi)形成基于局部碰撞電離的少數(shù)載流子等效注入效應(yīng)，然后通過電壓表測(cè)得負(fù)阻效應(yīng)；基于空間電荷的非均勻分布，改變電壓表的負(fù)級(jí)所連接的電極位置，使得電壓表所探測(cè)區(qū)域的有效載流子濃度發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)所探測(cè)的負(fù)阻效應(yīng)的調(diào)控。本發(fā)明所涉及的調(diào)控方法連續(xù)可調(diào)、工藝簡(jiǎn)單，便于在新型多性能負(fù)阻元件集成電路中獲得應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：何雄,蔡玲,王立峰,潘禮慶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三峽大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17