Исследование влияния анизотропии на подвижность носителей зарядов в алмазоподобных кристаллах

• Автор: Аунг Тура
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Результаты экспериментальных исследований
1.2. Результаты теоретических исследований
ГЛАВА 2. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
2.1. Общие положения
2.2. Стохастическое определение времени между столкновениями
2.3. Стохастическое определение типа рассеяния
2.4. Стохастическое определение характеристик носителей зарядов после столкновения
2.5. Методика и параметры моделирования
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АНИЗОТРОПИИ НА
ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДОВ
3.1. Методические особенности и параметры моделирования
3.2. Влияние анизотропии на подвижность отрицательных носителей зарядов
3.3. Влияние анизотропии на подвижность положительных носителей зарядов
3.4. Анализ полученных результатов
ГЛАВА 4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ
ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ПОДВИЖНОСТЬ
НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДОВ
4.1. Влияние электронной конфигурации на подвижность
носителей зарядов

4.2. Влияние концентрации примеси на подвижность
носителей зарядов
4.3. Влияние геометрических параметров кристалла на подвижность носителей зарядов
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Проблема поиска методов увеличения вычислительной мощности для систем, построенных на основе полупроводниковых элементов, возникла сразу же после появления первых вычислительных машин. Наибольший интерес при этом представляют решения, не требующие принципиального изменения технологических процессов. Однако методы, базирующиеся на увеличении тактовой частоты, неизбежно приводят к проблемам, упирающимся в температурные ограничения для кремниевых элементов. Частично снижение тепловыделения во время работы на больших тактовых, частотах может быть решено за счет уменьшения размеров микросхем, путем применения все более тонких техпроцессов, что и происходило планомерно в течение многих лет. Однако, дальнейшее уменьшение размера становится сложной задачей, поскольку в настоящее время достигнуты технологический и физический пределы логических узлов микросхем. Основными факторами [l-8]i препятствующими непрерывному масштабированию GMOS (complementary metal oxide semiconductor) КМОП: устройств, являются, прежде всего, ограничения в области литографии. Динамика прогресса, в литографических методах выглядит следующим образом: 430 нм в 1990 году, 210 нм в 2000 году, 140 нм в- 2009 году. Причем, необходимо отметить, что необходимое для улучшения быстродействия в масштабируемых устройствах снижение глубины р-п-перехода приводит к значительному увеличению токов утечки:
Другой: подход, широко используемый в последнее время,, это увеличение количества ядер (как физических, так и логических) в составе процессора: Это позволяет особенно эффективно решать задачи, имеющие возможность распараллеливания, но не все программы обладают такой возможностью и это накладывает дополнительные требования к

соответственно. Подставляя (1.72) в (1.75), соплоскостная (Х-компонента) и перпендикулярноплоскостная ^-компонента) компоненты, подвижности электронов в напряженном кристалле (для например случая 001-ориентированной кремниево-германиевой подложки на кремнии) может быть выражена как:
(//, + //,)ехрГ-Дег /(ЛгвГ)1 + //,ехрГ-ДгД' !{квТ)
• Мз = г г~ . —г . 2 .С1 -76)
2ехр ^-Д£л /(квТ+ ехр^-Дг7 / (квТ
2//, ехр 1 1 Е-ч г* со I3 | 1 + ехр [-Ае2/{квТ)]
2ехр 1 1 1 > '"р гэ 1 1 + ехр [- А в2 ! (кВТ)
(1.77)
Для случая связки кремния и 001-оринтированной кремниево-германиевой подложки можно использовать соотношение &сх = Аеу, которое является следствием двухосного растяжения в результате роста кремния на кремнии-германии.
Подвижность при отсутствии напряжения может быть получена при предположении А£х = Аеу - Аа:
О-78)

Уравнения (1.76) и (1.77) воспроизводят линейное увеличение (уменьшение) соплоскостных (внеплоскостных) компонент подвижности электрона под воздействием деформации. Тем не менее, модель показывает слишком высокое значение подвижности в отсутствии напряжения при фиксированной величине насыщения. Это связано с тем, что она не учитывает влияния долины рассеяния, которая присутствует в ненапряженном кремнии и приводит к более низкой подвижности. Модель