應(yīng)變Ge載流子遷移率散射機制及模型研究.pdf

1、鍺的電子和空穴遷移率比硅要高,尤其是它的空穴遷移率是所有半導(dǎo)體材料中最高的。鍺由于比硅具有更高的遷移率而使得應(yīng)變鍺倍受關(guān)注,用應(yīng)變鍺作溝道材料前景非常好,它能夠在更小尺寸的COMS電路中進一步提高電路性能。而應(yīng)變Ge載流子的散射幾率是影響遷移率的重要因素,可以說在遷移率增強方面起著關(guān)鍵作用。當前,有關(guān)應(yīng)變Ge空穴載流子散射機制的理論研究不多,這嚴重制約了對應(yīng)變Ge材料遷移率的深入研究。
　　本文首先以弛豫Ge的晶體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),使用

2、晶格失配法,建立了雙軸壓應(yīng)變的模型,通過對應(yīng)變Ge空穴能帶結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究,得到了研究應(yīng)變Ge載流子散射幾率所需的物理參數(shù),包括應(yīng)變Ge空穴的有效質(zhì)量、狀態(tài)密度、狀態(tài)密度有效質(zhì)量等;隨后基于推導(dǎo)出的應(yīng)變Ge空穴的載流子散射機制,建立了相應(yīng)的散射概率物理模型,并利用Matlab軟件工具進行仿真,對不同Ge組分下應(yīng)變Ge價帶空穴各種散射概率P與能量E的關(guān)系進行了分析與總結(jié),Matlab的仿真結(jié)果表明:應(yīng)變Ge/Si1-xGex空穴離化雜質(zhì)散射

3、概率隨空穴能量的增加而減小,當能量一定時,散射概率隨Ge組分(x)的增加而增加;應(yīng)變Ge/Si1-xGex空穴聲學(xué)聲子和非極性光學(xué)聲子散射概率均隨能量的增加而增加,當能量E為定值時,散射概率隨Ge組分(x)的增大而減小,最后得出結(jié)論,應(yīng)變的確改變了Ge的散射概率,與未應(yīng)變Ge相比,應(yīng)變Ge/Si1-xGex空穴的總散射概率顯著減小。本文對應(yīng)變Ge空穴載流子散射概率的定量研究分析,可以對更進一步研究應(yīng)變Ge空穴載流子遷移率增強提供有力的參