高K柵GaAs MOSFET器件結合了GaAs材料高電子遷移率和高K柵介質低漏電的優(yōu)勢,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,而目前界面陷阱對高K/GaAs MOS的電容和電學特性造成影響機理認識還不足,這嚴重阻礙了高K/GaAs結構的應用,因此深入探究界面陷阱對電學特性的影響機理,不僅可以解釋實驗中出現(xiàn)的重要現(xiàn)象同時也能為高K/GaAs MOSFET的研制提供理論指導。針對高K/GaAs MOS結構中界面陷阱、GaAs能帶結構、表面能量量子化、載流子的分布和輸運機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-復合模型、量子效應模型、非拋物線效應模型和多能谷效應模型對器件特性研究的適用性,并確定了模型的關鍵參數(shù)。在此基礎上,分析了界面態(tài)對溝道中載流子遷移率的影響和量子效應對柵電容的影響機理。利用建立的高K/GaAs結構的仿真模型,探究了界面陷阱對N型GaAs MOS電容的影響機理,詳細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對電容的影響,并解釋了實驗中C-V曲線中出現(xiàn)的反型區(qū)“凸起”現(xiàn)象... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
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縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 高K/GaAs MOS界面特性研究進展
    1.3 論文結構及安排
第二章 高K/GaAs MOS仿真模型
    2.1 金屬柵/高K/GaAs結構中的電荷分布
    2.2 Sentaurus TCAD簡介
    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
    3.4 仿真與實驗結果對比
    3.5 本章小結
第四章 高K/GaAs MOS器件特性仿真
    4.1 高K/GaAs MOSFET短溝道效應
    4.2 界面陷阱對電學特性的影響仿真
        4.2.1 界面陷阱對閾值電壓的影響
        4.2.2 界面陷阱對遷移率的影響
        4.2.3 界面陷阱對跨導的影響
    4.3 界面陷阱對GaAs和In_(0.53)Ga_(0.47)As MOSFET影響對比
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]GaAs MOS結構界面特性研究[D]. 劉琛.西安電子科技大學 2013
[4]高k柵介質/半導體襯底界面的鈍化和性能提升[D]. 譚葛明.復旦大學 2011
[5]納米MOS器件中的量子效應分析及其模擬[D]. 蘇銀濤.西安電子科技大學 2008
[6]納米MOSFET量子效應模型與寄生電阻分析[D]. 孫家訛.安徽大學 2007



本文編號：3314601