應(yīng)變硅價(jià)帶結(jié)構(gòu)及空穴遷移率模型研究.pdf

1、基于應(yīng)變硅的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管是下一代CMOS技術(shù)非常有希望的候選者并且在65nm技術(shù)中已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。對(duì)于電子遷移率在這些異質(zhì)結(jié)中的提升已經(jīng)研究得比較清楚，由于價(jià)帶的各向異性和非極化特性，空穴遷移率增強(qiáng)的機(jī)理還沒(méi)有象電子遷移率研究得那樣透徹。 本文利用K·P模型對(duì)以（001）襯底的面內(nèi)雙軸張應(yīng)變硅和沿<110>方向的縱向單軸壓應(yīng)力應(yīng)變硅的能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，首先分析了靜水應(yīng)力對(duì)能帶結(jié)構(gòu)的影響，同時(shí)給出了價(jià)帶由于剪應(yīng)力引

2、起的扭曲和并對(duì)沿各個(gè)方向的有效質(zhì)量進(jìn)行了計(jì)算，然后給出了態(tài)密度有效質(zhì)量，這在器件建模中有很大的應(yīng)用。在能帶計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了遷移率的研究，并給出了在應(yīng)力比較?。ㄐ∮?GPa）時(shí)雙軸張應(yīng)變和單軸壓應(yīng)變下的遷移率模型。結(jié)果證明在比較小的應(yīng)力下雙軸張應(yīng)變并沒(méi)有提升遷移率，而在單軸情況下卻有比較大的提升。建立了應(yīng)變硅散射模型，并且引入了自洽求解薛定諤方程和泊松方程的方法。利用基于這種方法的計(jì)算結(jié)果，對(duì)垂直場(chǎng)和應(yīng)力的影響進(jìn)一步進(jìn)行了分析。最后，