高K/GaAs MOS界面特性仿真研究
发布时间：2021-08-01 01:50
高K栅GaAs MOSFET器件结合了GaAs材料高电子迁移率和高K栅介质低漏电的优势,有望成为未来延续摩尔定律的新方向。但是高K/GaAs界面处存在较高的界面陷阱密度,而目前界面陷阱对高K/GaAs MOS的电容和电学特性造成影响机理认识还不足,这严重阻碍了高K/GaAs结构的应用,因此深入探究界面陷阱对电学特性的影响机理,不仅可以解释实验中出现的重要现象同时也能为高K/GaAs MOSFET的研制提供理论指导。针对高K/GaAs MOS结构中界面陷阱、GaAs能带结构、表面能量量子化、载流子的分布和输运机理等重要的材料特性和物理参量,探讨了陷阱模型、迁移率模型、产生-复合模型、量子效应模型、非抛物线效应模型和多能谷效应模型对器件特性研究的适用性,并确定了模型的关键参数。在此基础上,分析了界面态对沟道中载流子迁移率的影响和量子效应对栅电容的影响机理。利用建立的高K/GaAs结构的仿真模型,探究了界面陷阱对N型GaAs MOS电容的影响机理,详细讨论了不同界面陷阱密度大小、界面陷阱处于禁带中的不同位置以及界面陷阱的频率效应对电容的影响,并解释了实验中C-V曲线中出现的反型区“凸起”现象...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 高K/GaAs MOS界面特性研究进展
1.3 论文结构及安排
第二章 高K/GaAs MOS仿真模型
2.1 金属栅/高K/GaAs结构中的电荷分布
2.2 Sentaurus TCAD简介
2.3 器件物理模型
2.3.1 陷阱模型
2.3.2 迁移率模型
2.3.3 产生复合模型
2.3.4 量子模型
2.3.5 GaAs能带模型
2.4 本章小节
第三章 高K/GaAs MOS电容特性仿真
3.1 金属栅/高K/GaAs MOS理想C-V仿真
3.2 界面陷阱对栅电容的影响仿真
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 禁带中不同位置的界面陷阱仿真
3.3 界面陷阱的频散效应
3.4 仿真与实验结果对比
3.5 本章小结
第四章 高K/GaAs MOS器件特性仿真
4.1 高K/GaAs MOSFET短沟道效应
4.2 界面陷阱对电学特性的影响仿真
4.2.1 界面陷阱对阈值电压的影响
4.2.2 界面陷阱对迁移率的影响
4.2.3 界面陷阱对跨导的影响
4.3 界面陷阱对GaAs和In_(0.53)Ga_(0.47)As MOSFET影响对比
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]原子层沉积技术的发展现状及应用前景[J]. 魏呵呵,何刚,邓彬,李文东,李太申. 真空科学与技术学报. 2014(04)
[2]Interfacial characteristics of Al/Al2O3/ZnO/n-GaAs MOS capacitor[J]. 刘琛,张玉明,张义门,吕红亮. Chinese Physics B. 2013(07)
[3]原子层沉积技术研究及其应用进展[J]. 仇洪波,刘邦武,夏洋,李惠琪,陈波,李超波,万军,李勇. 微纳电子技术. 2012(11)
[4]集成电路技术的发展[J]. 陈飚. 微处理机. 2011(03)
[5]考虑量子效应的短沟道MOSFET二维阈值电压模型[J]. 李艳萍,徐静平,陈卫兵,许胜国,季峰. 物理学报. 2006(07)
[6]MOS场效应晶体管的速度饱和模型[J]. 苗庆海. 山东大学学报(自然科学版). 1982(04)
博士论文
[1]ALD淀积高k栅介质材料与器件特性研究[D]. 匡潜玮.西安电子科技大学 2013
[2]应变Si载流子迁移率研究[D]. 王晓艳.西安电子科技大学 2012
[3]硅基应变CMOS研究与设计[D]. 屈江涛.西安电子科技大学 2012
硕士论文
[1]二硫化钼—石墨烯异质结的制备与研究[D]. 刘丹妮.陕西科技大学 2014
[2]HfAlO/SiC MOS结构制备与特性研究[D]. 魏海亮.西安电子科技大学 2014
[3]GaAs MOS结构界面特性研究[D]. 刘琛.西安电子科技大学 2013
[4]高k栅介质/半导体衬底界面的钝化和性能提升[D]. 谭葛明.复旦大学 2011
[5]纳米MOS器件中的量子效应分析及其模拟[D]. 苏银涛.西安电子科技大学 2008
[6]纳米MOSFET量子效应模型与寄生电阻分析[D]. 孙家讹.安徽大学 2007
本文编号：3314601
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 高K/GaAs MOS界面特性研究进展
1.3 论文结构及安排
第二章 高K/GaAs MOS仿真模型
2.1 金属栅/高K/GaAs结构中的电荷分布
2.2 Sentaurus TCAD简介
2.3 器件物理模型
2.3.1 陷阱模型
2.3.2 迁移率模型
2.3.3 产生复合模型
2.3.4 量子模型
2.3.5 GaAs能带模型
2.4 本章小节
第三章 高K/GaAs MOS电容特性仿真
3.1 金属栅/高K/GaAs MOS理想C-V仿真
3.2 界面陷阱对栅电容的影响仿真
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 禁带中不同位置的界面陷阱仿真
3.3 界面陷阱的频散效应
3.4 仿真与实验结果对比
3.5 本章小结
第四章 高K/GaAs MOS器件特性仿真
4.1 高K/GaAs MOSFET短沟道效应
4.2 界面陷阱对电学特性的影响仿真
4.2.1 界面陷阱对阈值电压的影响
4.2.2 界面陷阱对迁移率的影响
4.2.3 界面陷阱对跨导的影响
4.3 界面陷阱对GaAs和In_(0.53)Ga_(0.47)As MOSFET影响对比
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]原子层沉积技术的发展现状及应用前景[J]. 魏呵呵,何刚,邓彬,李文东,李太申. 真空科学与技术学报. 2014(04)
[2]Interfacial characteristics of Al/Al2O3/ZnO/n-GaAs MOS capacitor[J]. 刘琛,张玉明,张义门,吕红亮. Chinese Physics B. 2013(07)
[3]原子层沉积技术研究及其应用进展[J]. 仇洪波,刘邦武,夏洋,李惠琪,陈波,李超波,万军,李勇. 微纳电子技术. 2012(11)
[4]集成电路技术的发展[J]. 陈飚. 微处理机. 2011(03)
[5]考虑量子效应的短沟道MOSFET二维阈值电压模型[J]. 李艳萍,徐静平,陈卫兵,许胜国,季峰. 物理学报. 2006(07)
[6]MOS场效应晶体管的速度饱和模型[J]. 苗庆海. 山东大学学报(自然科学版). 1982(04)
博士论文
[1]ALD淀积高k栅介质材料与器件特性研究[D]. 匡潜玮.西安电子科技大学 2013
[2]应变Si载流子迁移率研究[D]. 王晓艳.西安电子科技大学 2012
[3]硅基应变CMOS研究与设计[D]. 屈江涛.西安电子科技大学 2012
硕士论文
[1]二硫化钼—石墨烯异质结的制备与研究[D]. 刘丹妮.陕西科技大学 2014
[2]HfAlO/SiC MOS结构制备与特性研究[D]. 魏海亮.西安电子科技大学 2014
[3]GaAs MOS结构界面特性研究[D]. 刘琛.西安电子科技大学 2013
[4]高k栅介质/半导体衬底界面的钝化和性能提升[D]. 谭葛明.复旦大学 2011
[5]纳米MOS器件中的量子效应分析及其模拟[D]. 苏银涛.西安电子科技大学 2008
[6]纳米MOSFET量子效应模型与寄生电阻分析[D]. 孙家讹.安徽大学 2007
本文编号：3314601
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3314601.html
