应变Si1-xGex pMOSFET反型沟道空穴低场迁移率模型

在考虑应变对SiGe合金能带结构参数影响的基础上,提出了一个半经验的应变Sil-xGex/Si pMOSFET反型沟道空穴迁移率模型.在该模型中,给出了迁移率随应变的变化,并且考虑了界面陷阱电荷对载流子的库仑散射作用.利用该模型对室温下空穴迁移率随应变的变化及影响空穴迁移率的因素进行了分析讨论.     

考虑库仑散射屏蔽效应的Si1-xGex pMOSFET低场空穴迁移率模型

在考虑应变对SiGe合金能带结构参数影响的基础上,建立了一个半经验的Si1-xGexpMOSFET反型沟道空穴迁移率模型。该模型重点讨论了反型电荷对离化杂质散射的屏蔽作用,由此对等效体晶格散射迁移率进行了修正。并且详细讨论了等效体晶格散射迁移率随掺杂浓度Nd和组分x的变化。利用该模型,对影响空穴迁移率的主要因素进行了分析讨论。通过模拟得出,增加组分x可以显著提高等效体晶格散射迁移率,从而可以提高PMOSFET的空穴迁移率。     

高空穴迁移率P沟道a—Si TFT

掺氢非晶硅(a-Si∶H)低空穴迁移率的问题已经通过控制膜中的氢含量而得到了解决.利用游离基控制法已经制备了具有低氢含量的a-Si膜,该法借助SiF_4和H_2混合物的辉光放电,并控制各反应成份的滞留时间.MOSFET样品表明空穴迁移率为0.12cm~2/Vs,电子迁移率为0.24cm~2/Vs.这为a-Si CMOS电路的可行性提供了论据.     

<100>沟道方向对高迁移率双轴应变硅p-MOSFET的作用

双轴应变技术被证实是一种能同时提高电子和空穴迁移率的颇有前景的方法;<100>沟道方向能有效地提升空穴迁移率.研究了在双轴应变和<100>沟道方向的共同作用下的空穴迁移率.双轴应变通过外延生长弛豫SiGe缓冲层来引入,其中,弛豫SiGe缓冲层作为外延底板,对淀积在其上的硅帽层形成拉伸应力.沟道方向的改变通过在版图上45°旋转器件来实现.这种旋转使得沟道方向在(001)表面硅片上从<110>晶向变成了<100>晶向.对比同是<110>沟道的应变硅pMOS和体硅pMOS,迁移率增益达到了130%;此外,在相同的应变硅pMOS中,沟道方向从<110>到(100)的改变使空穴迁移率最大值提升了30%.讨论和分析了这种双轴应变和沟道方向改变的共同作用下迁移率增强的机理.     

〈100〉沟道方向对高迁移率双轴应变硅p-MOSFET的作用

双轴应变技术被证实是一种能同时提高电子和空穴迁移率的颇有前景的方法;〈100〉沟道方向能有效地提升空穴迁移率. 研究了在双轴应变和〈100〉沟道方向的共同作用下的空穴迁移率. 双轴应变通过外延生长弛豫SiGe缓冲层来引入,其中,弛豫SiGe缓冲层作为外延底板,对淀积在其上的硅帽层形成拉伸应力. 沟道方向的改变通过在版图上45°旋转器件来实现,这种旋转使得沟道方向在(001)表面硅片上从〈110〉晶向变成了〈100〉晶向. 对比同是〈110〉沟道的应变硅pMOS和体硅pMOS,迁移率增益达到了130%;此外,在相同的应变硅pMOS中,沟道方向从〈110〉到〈100〉的改变使空穴迁移率最大值提升了30%. 讨论和分析了这种双轴应变和沟道方向改变的共同作用下迁移率增强的机理.     

应变Si_(1-x)Ge_x(001)空穴有效质量各向异性

利用应变Si1-xGex技术提高空穴迁移率是当前国内外关注的研究领域和研究发展重点。基于KP理论框架,研究获得了应变Si1-xGex/(001)Si材料沿不同晶向及各向同性空穴有效质量。结果表明,应变Si1-xGex/(001)Si带边[1-11]、[001]、[1-10]、[-110]和[100]晶向空穴有效质量在压应力的作用下变化明显,其各向异性更加显著。此外,当Ge组份较大时,带边和亚带边空穴各向同性有效质量接近,传统的"重空穴"和"轻空穴"概念失去意义。价带空穴有效质量与迁移率密切相关,该研究成果为Si基应变pMOS器件性能增强的研究及导电沟道的应力与晶向设计提供了重要理论依据。     

绝缘层上Si/应变Si1-xGex/Si异质结p-MOSFET电学特性二维数值分析

对绝缘层上Si/应变Si1-xGex/Si异质结p-MOSFET电学特性进行二维数值分析,研究了该器件的阈值电压特性、转移特性、输出特性.模拟结果表明,随着应变Si1-xGex沟道层中的Ge组分增大,器件的阈值电压向正方向偏移,转移特性增强;当偏置条件一定时,漏源电流的增长幅度随着Ge组分的增大而减小;器件的输出特性呈现出较为明显的扭结现象.     

应变Si/SiO2界面对NMOS沟道电子迁移率的影响研究

本文提出全新的半经验应变Si NMOS反型沟道电子迁移率模型,此模型考虑了晶格散射,离化杂质散射,表面声子散射,界面电荷散射以及界面粗糙散射等散射机制对反型沟道电子迁移率的影响,并考虑了反型层电子的屏蔽效应。利用Matlab软件对所建模型进行了模拟,模拟结果与实验数据符合较好。     

一种新颖的应变Si沟道 pMOSFET制作技术

在应变Si沟道异质结场效应晶体管(HFET)制作过程中,引入分子束外延(MBE)低温Si(LT-Si)技术,大大减少了弛豫SiGe层所需的厚度.TEM结果表明,应变Si层线位错密度低于106cm-2.原子力显微镜(AFM)测试表明,其表面均方粗糙度小于1.02nm.器件测试结果表明,与相同条件下的体Si pMOSFET相比,空穴迁移率提高了25%.     

一种新颖的应变Si沟道 pMOSFET制作技术

在应变Si沟道异质结场效应晶体管(HFET)制作过程中,引入分子束外延(MBE)低温Si(LT-Si)技术,大大减少了弛豫SiGe层所需的厚度.TEM结果表明,应变Si层线位错密度低于106cm-2.原子力显微镜(AFM)测试表明,其表面均方粗糙度小于1.02nm.器件测试结果表明,与相同条件下的体Si pMOSFET相比,空穴迁移率提高了25%.     

应变Si1-xGex (100)电子有效质量研究

基于结合形变势的KP理论框架,对应变Si1-xGex/(100)Si材料电子有效质量（包括导带能谷电子纵、横向有效质量,导带底电子态密度有效质量及电子电导有效质量）进行了系统的研究。结果表明：应变Si1-xGex/(100)Si材料导带能谷电子纵、横向有效质量在应力的作用下没有变化,其导带底电子态密度有效质量在Ge组份较小时随着x的增加而显著减小。此外,其沿[100]方向的电子电导有效质量随应力明显降低。以上结论可为应变Si1-xGex/(100)Si材料电学特性的研究提供重要理论依据。     

应变Si/(001)Si_(1-x)Ge_x价带结构

应变SiCMOS技术是当前国内外研究发展的重点,在高速/高性能器件和电路中有极大的应用前景。基于(001)面弛豫Si1-xGex衬底上生长的张应变Si的价带E(k)-k关系模型,研究获得了[100]和[001]晶向的价带结构及相应的空穴有效质量。结果表明,与弛豫材料相比,应变引起了应变Si/(001)Si1-xGex价带顶的劈裂,且同一晶向族内沿[001]和[100]两个晶向的价带结构在应力的作用下不再对称,相应的空穴有效质量随Ge组份有规律地变化。价带空穴有效质量与迁移率密切相关,该结论为Si基应变PMOS器件性能增强的研究及导电沟道的应力与晶向设计提供了重要理论依据。     

Si1-xGex/Si多层异质外延结构的研究

对制作的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ多层异质外延结构进行了研究。并对其做了反射高能电子衍射（ＲＨＥＥＤ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和扩展电阻（ＳＲ）等测量，给出了利用这种结构研制出的异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的输出特性曲线。     

基于Si/Si1-xGex/Si异质结双极性晶体管的微波功率器件电流密度的数值拟合计算

采用异质结双台面双极型结构设计微波功率器件,选择Si作发射区和集电区,Si1-xGex合金作基区的n-p-n型异质结双极性晶体管,利用数学方法,通过实验数据,采用MATLAB得到了一个比线性化更精确的禁带宽度Eg在300 K时关于Ge组分变化的方程.并用数值方法计算出集电区电流密度Jc随VBE变化的直流方程,与实验结果相符,并得到一个最佳的Ge组分值.     

Si／Si1—xGex异质结器件

本文综述了国外Si/Si_(1-x)Ge_xHBT的发展状况,把出Si_(1-x)Ge_xHBT的特点和优越性,分析了Si_(1-x)Ge_xHBT的制造技术和设备要求,指出了Si/Si_(1-x)Gex器件的应用前景。     

一种新颖的应变Si沟道pMOSFET制作技术

在应变Si沟道异质结场效应晶体管（HFET）制作过程中，引入分子束外延（MBE）低温Si (LT-Si）技术，大大减少了弛豫SiGe层所需的厚度. TEM结果表明，应变Si层线位错密度低于1E6cm-2.原子力显微镜（AFM）测试表明，其表面均方粗糙度小于1.02nm.器件测试结果表明，与相同条件下的体Si pMOSFET相比，空穴迁移率提高了25%.