高K柵GaAs MOSFET器件結(jié)合了GaAs材料高電子遷移率和高K柵介質(zhì)低漏電的優(yōu)勢(shì),有望成為未來延續(xù)摩爾定律的新方向。但是高K/GaAs界面處存在較高的界面陷阱密度,而目前界面陷阱對(duì)高K/GaAs MOS的電容和電學(xué)特性造成影響機(jī)理認(rèn)識(shí)還不足,這嚴(yán)重阻礙了高K/GaAs結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,因此深入探究界面陷阱對(duì)電學(xué)特性的影響機(jī)理,不僅可以解釋實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的重要現(xiàn)象同時(shí)也能為高K/GaAs MOSFET的研制提供理論指導(dǎo)。針對(duì)高K/GaAs MOS結(jié)構(gòu)中界面陷阱、GaAs能帶結(jié)構(gòu)、表面能量量子化、載流子的分布和輸運(yùn)機(jī)理等重要的材料特性和物理參量,探討了陷阱模型、遷移率模型、產(chǎn)生-復(fù)合模型、量子效應(yīng)模型、非拋物線效應(yīng)模型和多能谷效應(yīng)模型對(duì)器件特性研究的適用性,并確定了模型的關(guān)鍵參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,分析了界面態(tài)對(duì)溝道中載流子遷移率的影響和量子效應(yīng)對(duì)柵電容的影響機(jī)理。利用建立的高K/GaAs結(jié)構(gòu)的仿真模型,探究了界面陷阱對(duì)N型GaAs MOS電容的影響機(jī)理,詳細(xì)討論了不同界面陷阱密度大小、界面陷阱處于禁帶中的不同位置以及界面陷阱的頻率效應(yīng)對(duì)電容的影響,并解釋了實(shí)驗(yàn)中C-V曲線中出現(xiàn)的反型區(qū)“凸起”現(xiàn)象... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 高K/GaAs MOS界面特性研究進(jìn)展
    1.3 論文結(jié)構(gòu)及安排
第二章 高K/GaAs MOS仿真模型
    2.1 金屬柵/高K/GaAs結(jié)構(gòu)中的電荷分布
    2.2 Sentaurus TCAD簡(jiǎn)介
    2.3 器件物理模型
        2.3.1 陷阱模型
        2.3.2 遷移率模型
        2.3.3 產(chǎn)生復(fù)合模型
        2.3.4 量子模型
        2.3.5 GaAs能帶模型
    2.4 本章小節(jié)
第三章 高K/GaAs MOS電容特性仿真
    3.1 金屬柵/高K/GaAs MOS理想C-V仿真
    3.2 界面陷阱對(duì)柵電容的影響仿真
        3.2.1 界面陷阱概述
        3.2.2 不同界面陷阱密度仿真
        3.2.3 禁帶中不同位置的界面陷阱仿真
    3.3 界面陷阱的頻散效應(yīng)
    3.4 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
    3.5 本章小結(jié)
第四章 高K/GaAs MOS器件特性仿真
    4.1 高K/GaAs MOSFET短溝道效應(yīng)
    4.2 界面陷阱對(duì)電學(xué)特性的影響仿真
        4.2.1 界面陷阱對(duì)閾值電壓的影響
        4.2.2 界面陷阱對(duì)遷移率的影響
        4.2.3 界面陷阱對(duì)跨導(dǎo)的影響
    4.3 界面陷阱對(duì)GaAs和In_(0.53)Ga_(0.47)As MOSFET影響對(duì)比
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]原子層沉積技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J]. 魏呵呵,何剛,鄧彬,李文東,李太申.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(04)
[2]Interfacial characteristics of Al/Al2O3/ZnO/n-GaAs MOS capacitor[J]. 劉琛,張玉明,張義門,呂紅亮.  Chinese Physics B. 2013(07)
[3]原子層沉積技術(shù)研究及其應(yīng)用進(jìn)展[J]. 仇洪波,劉邦武,夏洋,李惠琪,陳波,李超波,萬軍,李勇.  微納電子技術(shù). 2012(11)
[4]集成電路技術(shù)的發(fā)展[J]. 陳飚.  微處理機(jī). 2011(03)
[5]考慮量子效應(yīng)的短溝道MOSFET二維閾值電壓模型[J]. 李艷萍,徐靜平,陳衛(wèi)兵,許勝國(guó),季峰.  物理學(xué)報(bào). 2006(07)
[6]MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的速度飽和模型[J]. 苗慶海.  山東大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 1982(04)

博士論文
[1]ALD淀積高k柵介質(zhì)材料與器件特性研究[D]. 匡潛瑋.西安電子科技大學(xué) 2013
[2]應(yīng)變Si載流子遷移率研究[D]. 王曉艷.西安電子科技大學(xué) 2012
[3]硅基應(yīng)變CMOS研究與設(shè)計(jì)[D]. 屈江濤.西安電子科技大學(xué) 2012

碩士論文
[1]二硫化鉬—石墨烯異質(zhì)結(jié)的制備與研究[D]. 劉丹妮.陜西科技大學(xué) 2014
[2]HfAlO/SiC MOS結(jié)構(gòu)制備與特性研究[D]. 魏海亮.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]GaAs MOS結(jié)構(gòu)界面特性研究[D]. 劉琛.西安電子科技大學(xué) 2013
[4]高k柵介質(zhì)/半導(dǎo)體襯底界面的鈍化和性能提升[D]. 譚葛明.復(fù)旦大學(xué) 2011
[5]納米MOS器件中的量子效應(yīng)分析及其模擬[D]. 蘇銀濤.西安電子科技大學(xué) 2008
[6]納米MOSFET量子效應(yīng)模型與寄生電阻分析[D]. 孫家訛.安徽大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3314601