應(yīng)變硅MOSFET載流子遷移率增強機理研究與建模.pdf

1、由于晶格常數(shù)的改變，應(yīng)變硅中載流子的遷移率高于普通硅材料，這是應(yīng)變硅MOSFET性能提高的根本原因。為了更有效的設(shè)計、應(yīng)用應(yīng)變硅MOSFET，必須深入研究應(yīng)變硅中載流子的遷移率增強機理，并在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的物理模型，導(dǎo)出應(yīng)力強度與遷移率的定量關(guān)系。
　　本文通過求解自洽薛定諤方程，確定了應(yīng)變硅MOSFET反型層的子能帶結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上經(jīng)進(jìn)一步計算得到子能帶內(nèi)載流子的有效質(zhì)量和散射幾率，綜合考慮各子能帶上的載流子的濃度分布，建立了

2、應(yīng)變硅MOSFET載流子遷移率的解析模型。計算表明，當(dāng)橫向電場為105V/cm時，前十個子能帶上的載流子濃度占總濃度的90％。在該模型中，應(yīng)力對子能帶結(jié)構(gòu)的影響通過聲子的形變勢能Dk表示，Dk為經(jīng)實驗修正得到的經(jīng)驗參數(shù)，在應(yīng)變硅導(dǎo)帶中，其值是體硅材料形變勢能的2.4倍。
　　經(jīng)模型分析發(fā)現(xiàn)，應(yīng)變硅PMOSFET空穴遷移率與應(yīng)力作用方式有如下關(guān)系：當(dāng)橫向電場較高（＞53105V/cm）時，雙軸張應(yīng)力作用下的應(yīng)變硅 PMOSFET的空