【摘要】：場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)是一種電壓控制型的半導(dǎo)體器件,以其制造簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),受到人們的關(guān)注,作為放大與整流器件運(yùn)用于集成電路。以金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)為代表的場(chǎng)效應(yīng)晶體管廣泛運(yùn)用于大規(guī)模及超大規(guī)模的集成電路中,器件的高度集成化使其尺寸越來(lái)越小。當(dāng)晶體管的尺寸達(dá)到納米量級(jí)左右時(shí),由于它的幾何尺寸與電子的波長(zhǎng)可以比擬,量子效應(yīng)對(duì)器件的影響不能忽視。在量子效應(yīng)的MOSFET的研究中,二維電子氣的研究是其基礎(chǔ)。Fang和Howard提出的Fang-Howard(FH)波函數(shù)描述二維電子氣,Stern和Howard運(yùn)用變分法確定其中的參量之后,人們?cè)谝院笥?jì)算量子效應(yīng)的器件當(dāng)中廣泛運(yùn)用這個(gè)結(jié)果。而在極薄氧化層MOSFET的隧穿效應(yīng)研究中,波函數(shù)會(huì)穿透Si/SiO2界面,滲透到氧化層的波函數(shù)在Si/SiO2界面處為有限值而不是截?cái)嘣诮缑�。同時(shí)大多數(shù)計(jì)算隧穿效應(yīng)的模型都運(yùn)用Stern所確定的波函數(shù)結(jié)果,而Stern波函數(shù)的假設(shè)是波函數(shù)截?cái)嘣诮缑�。本文所做的主要工作以及結(jié)論:⒈我們根據(jù)Stern波函數(shù),提出更精確更簡(jiǎn)單的波函數(shù)體系描述二維電子氣,聯(lián)立的Schr?dinger-Poisson方程用來(lái)確定波函數(shù)的參量。⒉在極薄MOSFET的隧穿效應(yīng)中,我們對(duì)Stern波函數(shù)作平移,提出滲透波函數(shù);并對(duì)它進(jìn)行有限勢(shì)壘的修正,使它符合實(shí)際的MOSFET能帶結(jié)構(gòu)。隧穿模型中包含的非零的界面波函數(shù)、隧穿概率、基態(tài)電子能量都是基于有限勢(shì)壘修正的。
[Abstract]:Field effect transistor (FET) is a kind of voltage-controlled semiconductor device. It has attracted people's attention because of its simple fabrication, easy implementation and stable performance. It has been used in integrated circuits as amplifier and rectifier devices. The field effect transistors represented by metal-oxide-semiconductor field effect transistors (MOSFET) are widely used in large-scale and very large-scale integrated circuits. The high integration of the devices makes their sizes smaller and smaller. When the size of the transistor reaches the nanometer order of magnitude, because its geometric size is comparable to the wavelength of the electron, the influence of quantum effect on the device can not be ignored. In the study of MOSFET of quantum effect, the study of two-dimensional electron gas is its foundation. The Fang-Howard (FH) wave function proposed by Fang and Howard describes the two-dimensional electron gas. After Stern and Howard determine the parameters of the two-dimensional electron gas by the method of variation, this result is widely used in the devices that calculate the quantum effect in the future. In the study of tunneling effect of very thin oxide layer MOSFET, the wave function will penetrate the Si/SiO2 interface, and the wave function permeated into the oxide layer will be finite value at the Si/SiO2 interface rather than truncated at the interface. At the same time, most models for calculating tunneling effect use the wave function results determined by Stern, and the assumption of Stern wave function is that the wave function is truncated at the interface. The main work and conclusions of this paper are as follows: 1 according to the Stern wave function, we propose a more accurate and simpler wave function system to describe the two-dimensional electron gas, and the simultaneous Schr?dinger-Poisson equation is used to determine the parameters of the wave function. 2 in the tunneling effect of very thin MOSFET, we translate the Stern wave function and propose the osmotic wave function, and modify the finite barrier to make it accord with the actual MOSFET band structure. The non-zero interface wave function, tunneling probability and ground state electron energy contained in the tunneling model are modified by finite barrier.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN386

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本文編號(hào)：2511105