
【电】 modulation-doped structure
调制掺杂结构(Modulation-Doped Structure)是半导体器件领域的重要技术概念,指通过在异质结界面处选择性掺杂不同半导体材料,实现载流子迁移率提升的工程化设计。其核心原理是将掺杂区域与载流子输运区域分离,从而减少电离杂质散射对电子运动的影响。
该结构最早由贝尔实验室团队在1980年提出,典型应用为高电子迁移率晶体管(HEMT)。例如在AlGaAs/GaAs异质结中,施主杂质被限制在宽带隙的AlGaAs层中,而电子通过能带偏移效应转移到未掺杂的GaAs层中形成二维电子气(2DEG),使电子迁移率提高至传统结构的10倍以上。
在技术参数上,调制掺杂需满足以下条件:
美国国家标准与技术研究院(NIST)的测试数据显示,优化后的调制掺杂结构在4.2K温度下可实现$2times10, text{cm}/(text{V}cdottext{s})$的电子迁移率。该技术已成为太赫兹器件和量子计算芯片的基础架构。
(注:本文引用的学术成果可参考《半导体科学与技术》期刊论文DOI:10.1088/0268-1242/1/3/001,以及IEEE电子器件汇刊第32卷第3期相关研究)
“调制掺杂结构”是材料科学与电子工程领域的一个专业术语,结合了“调制”和“掺杂”两个概念,具有以下核心含义:
调制掺杂结构指通过特定方式设计材料的掺杂分布,以精确控制其电学或光学性能。这种结构通常涉及不同材料层的组合或特定掺杂区域的排列,例如在半导体中形成异质结或周期性掺杂区域。
传统掺杂是单一材料中掺入杂质,而调制掺杂结构更强调空间分布的设计,例如异质结中的层间电荷转移或周期性掺杂,以实现更高效、可控的性能优化。
以上内容综合了材料科学和电子器件的相关研究,如需进一步了解具体技术细节,可参考原始资料。
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