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应变硅电子迁移率研究

作　者: 单恒升
导　师: 李德昌
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 应变硅电子迁移率散射机制
分类号: TN304.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 68次
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内容摘要

应变硅具有迁移率高、能带可调,且与传统的硅工艺兼容等优点,成为当前国内外关注的研究发展的重点,在高速/高性能器件和电路中应用前景广阔。器件性能增强的本质因素是应变硅电子迁移率的增强。对其深入研究为发展高速/高性能器件和电路奠定了重要的理论基础,并且对新型应变硅器件和电路设计具有重要的指导意义。本论文主要研究应变硅电子各散射几率并建立不同晶面、晶向应变硅材料电子迁移率理论模型。首先分析了应变硅形成机理,得到了求解应变硅载流子散射几率所必需的物理参数。然后基于费米黄金法则及波尔兹曼碰撞项近似理论,推导建立了应变硅材料电子散射几率的理论关系模型,包括离化杂质、声学声子、谷间声子散射,并建立相应的散射计算模型。接着,基于应变硅电子散射机制的研究,将应变硅载流子的电导率有效质量和平均动量弛豫时间考虑进来,最终建立了不同晶面、晶向的应变硅材料电子迁移率理论模型。此外,建立了Ge组分转化为应力强度的模型,拓展了迁移率应用范围。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 研究背景与意义  7-8
  1.2 国内外研究进展  8-10
  1.3 本论文主要工作  10-11
第二章应变硅基本物理特性  11-27
  2.1 应变硅形成机理  11-15
  2.2 应变硅能带结构  15-18
    2.2.1 导带  15-16
    2.2.2 价带  16-18
  2.3 应变硅基本物理参数  18-26
    2.3.1 应变硅状态密度有效质量研究  18-20
    2.3.2 应变硅态密度  20-24
    2.3.3 应变硅电导有效质量  24-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章应变硅电子散射机制研究  27-45
  3.1 半导体主要散射机构  27-29
  3.2 量子力学散射理论  29-34
  3.3 应变硅电子散射机制  34-39
    3.3.1 离化杂质散射  34-36
    3.3.2 声学声子散射  36-39
    3.3.3 谷间声子散射  39
  3.4 应变硅电子散射几率与仿真  39-44
  3.5 本章小结  44-45
第四章应变硅电子迁移率研究  45-61
  4.1 平均动量弛豫时间  45-49
  4.2 应变硅电子迁移率物理模型  49-51
  4.3 应变硅电子迁移率与应力的关系研究  51-59
    4.3.1 转化原理及模型研究  52-57
    4.3.2 应力与Ge 组分的关系  57-59
  4.4 本章小结  59-61
第五章结束语  61-63
致谢  63-65
参考文献  65-69
研究成果  69-70

应变硅电子迁移率研究

内容摘要

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