含空位缺陷硅纳米器件失效机制的理论研究计算

发布时间：2021-11-11 23:26

　　硅基器件,目前广泛应用于半导体集成电路中。然而由缺陷引发的硅基器件不稳定的可靠性难题延缓了集成电路在微纳米尺度上的进展。比如,点缺陷会导致纳米器件性能下降。不过,合适的掺杂缺陷却能够有效地改善硅基器件的可靠性难题。鉴于此,本文基于分子动力学和第一性原理,分别针对含空位缺陷的硅结构、二氧化硅结构以及硅/二氧化硅界面结构,探究空位缺陷在强电场作用下的迁移机制,同时分析含空位缺陷结构的电子结构特征、导电机制、光吸收谱和力学特性等特征。本文工作主要包含以下几方面:1.分别研究电场条件下空位缺陷在硅结构和二氧化硅结构中的迁移机制。结果显示,在硅晶体结构中,硅空位受电场影响在硅（100）晶面上聚集。当硅空位总数设置为40时,随着电场强度的增大,硅（100）晶面上硅空位数量增多;当电场达到8.9MV/cm时,硅（100）晶面上空位达到饱和值10,且随着电场持续增大而保持稳定。然而,当电场超过13.5 MV/cm,含硅空位结构就发生扭曲而不稳定,即13.5 MV/cm是保持硅结构稳定的临界电场。此外,可以得到硅空位饱和值和临界电场受到温度的影响较小。就二氧化硅结构而言,氧空位在电场作用下会在二氧化硅（... 

【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)无缺陷初始计算结构；(b)含硅空位初始计算结构

图 3.4 硅(100)晶面在不同电场阶段下的结构图述结果，进一步研究硅(100)晶面上硅空位饱和值与硅空位总3.5 描绘出硅空位饱和值随硅空位总数量变化的曲线图。总体来21

米器件失效机制的理论研究计算 第三章 电场对含空位缺陷硅和二氧降，总体上相对稳定。结果表明，在保持结构稳定的前提下，临界电场值影响较小。硅结构的计算模型和计算方法建硅结构模型的方法原理，建立二氧化硅结构的超晶胞模型氧化硅超晶胞结构，黄色球体表示硅原子，蓝色球体表示氧原缺陷(由带正电荷的红色氢原子表示)的二氧化硅结构，称之为机分布于结构的中心位置。


本文编号：3489746