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不同散射机理对 Al2O3/InxGa1-xAs nMOSFET 反型沟道电子迁移率的影响

黄苑 徐静平 汪礼胜 朱述炎

不同散射机理对 Al2O3/InxGa1-xAs nMOSFET 反型沟道电子迁移率的影响

黄苑, 徐静平, 汪礼胜, 朱述炎
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  • 通过考虑体散射、界面电荷的库仑散射以及 Al2O3/InxGa1-xAs 界面粗糙散射等主要散射机理, 建立了以 Al2O3为栅介质InxGa1-xAs n 沟金属-氧化物-半导体场效应晶体管 (nMOSFETs) 反型沟道电子迁移率模型, 模拟结果与实验数据有好的符合. 利用该模型分析表明, 在低至中等有效电场下, 电子迁移率主要受界面电荷库仑散射的影响; 而在强场下, 电子迁移率则取决于界面粗糙度散射. 降低界面态密度, 减小 Al2O3/InxGa1-xAs 界面粗糙度, 适当提高In含量并控制沟道掺杂在合适值是提高 InGaAs nMOSFETs 反型沟道电子迁移率的主要途径.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 61176100)资助的课题.
    [1]

    Zhang Z F, Zhang H M, Hu H Y, Xuan R Y, Song J J 2009 Acta Phys. Sin. 58 4948 (in Chinese) [张志锋, 张鹤鸣, 胡辉勇, 宣荣喜, 宋建军 2009 物理学报 58 4948]

    [2]

    Zou X 2007 Ph.D. Dissertation (Wuhan: Huazhong University of Science and Technology) (in Chinese) [邹晓 2007 博士学位论文 (武汉: 华中科技大学)]

    [3]

    Khairurrijal, Mizubayashi W, Miyazaki S, Hirose M 2000 J. Appl. Phys. 87 3000

    [4]

    Larcher L, Paccagnella A, Ghidini G 2001 IEEE Transactions on Electron Device 48 271

    [5]

    Hansen K, Brandbyge M 2004 J. Appl. Phys. 95 3582

    [6]

    Zhang X F, Qiu Y Z, Zhang Z J, Chen Y, Huang J, Wang Z L, Xu J P 2010 Research & Progress of Solid State Electronics 30 180 (in Chinese) [张雪峰, 邱云珍, 张振娟, 陈云, 黄静, 王志亮, 徐静平 2010 固体电子学研究与进展 30 180]

    [7]

    Hill R J W, Droopad R, Moran D A J, Li X, Zhou H, Macint Y D, Thoms S, Ignatova O, Asenov A, Rajagopalan K, Fejes P, Thayne I G, Passlack M 2008 Electronics Letters 44 498

    [8]

    Xuan Y, Wu Y Q, Lin H C, Shen T, Ye P D 2007 IEEE Electron Device Letters 28 935

    [9]

    Rim K, Koester S, Hargrove M, Chu J, Mooney P M, Ott J, Kanarsky T, Ronsheim P, Ieong M, Grill A, Wong H S P 2001 Tech. Dig. VLSI Symp. 4-89114-012-7 59

    [10]

    Lee C H, Nishimura T, Saido N, Nagashio K, Kita K, Toriumi A 2009 Tech. Dig. in. Electron Devices Meet Baltimore, MD, USA, Dec. 7-9 2009 p1(Piscataway, NJ, USA: IEEE)

    [11]

    O’Regan T P, Fischetti M V, Sorée B, Jin S, Magnus W, Meuris M 2010 Journal of Applied Physics 108 103705

    [12]

    Wang W K, Hwang J C M, Xuan Y, Ye P D 2011 IEEE Transactions on Electro Devices 58 1972

    [13]

    Sotoodeh M, Khalid A H, Rezazadeh A A 2000 J. Appl. Phys. 87 2890

    [14]

    Zou X, Xu J P, Chen W B, Wu H P 2005 Micro Electronics 35 465 (in Chinese) [邹晓, 徐静平, 陈卫兵, 吴海平 2005 微电子学 35 465]

    [15]

    Li B, Liu H X, Yuan B, Li J, Lu F M 2011 Acta Phys. Sin. 60 017202-1 (in Chinese) [李斌, 刘红侠, 袁博, 李劲, 卢凤铭 2011 物理学报 60 017202-1]

    [16]

    Stephen K P, Neil G, James M M, Bernstein J, Scozzie C J, Lelis A 2002 J. Appl. Phys. 92 4053

    [17]

    Zhang X F, Xu J P, Zou X, Zhang L J 2006 Chinese Journal of Semiconductors 27 2000 (in Chinese) [张雪峰, 徐静平, 邹晓, 张兰君 2006 半导体学报 27 2000]

  • [1]

    Zhang Z F, Zhang H M, Hu H Y, Xuan R Y, Song J J 2009 Acta Phys. Sin. 58 4948 (in Chinese) [张志锋, 张鹤鸣, 胡辉勇, 宣荣喜, 宋建军 2009 物理学报 58 4948]

    [2]

    Zou X 2007 Ph.D. Dissertation (Wuhan: Huazhong University of Science and Technology) (in Chinese) [邹晓 2007 博士学位论文 (武汉: 华中科技大学)]

    [3]

    Khairurrijal, Mizubayashi W, Miyazaki S, Hirose M 2000 J. Appl. Phys. 87 3000

    [4]

    Larcher L, Paccagnella A, Ghidini G 2001 IEEE Transactions on Electron Device 48 271

    [5]

    Hansen K, Brandbyge M 2004 J. Appl. Phys. 95 3582

    [6]

    Zhang X F, Qiu Y Z, Zhang Z J, Chen Y, Huang J, Wang Z L, Xu J P 2010 Research & Progress of Solid State Electronics 30 180 (in Chinese) [张雪峰, 邱云珍, 张振娟, 陈云, 黄静, 王志亮, 徐静平 2010 固体电子学研究与进展 30 180]

    [7]

    Hill R J W, Droopad R, Moran D A J, Li X, Zhou H, Macint Y D, Thoms S, Ignatova O, Asenov A, Rajagopalan K, Fejes P, Thayne I G, Passlack M 2008 Electronics Letters 44 498

    [8]

    Xuan Y, Wu Y Q, Lin H C, Shen T, Ye P D 2007 IEEE Electron Device Letters 28 935

    [9]

    Rim K, Koester S, Hargrove M, Chu J, Mooney P M, Ott J, Kanarsky T, Ronsheim P, Ieong M, Grill A, Wong H S P 2001 Tech. Dig. VLSI Symp. 4-89114-012-7 59

    [10]

    Lee C H, Nishimura T, Saido N, Nagashio K, Kita K, Toriumi A 2009 Tech. Dig. in. Electron Devices Meet Baltimore, MD, USA, Dec. 7-9 2009 p1(Piscataway, NJ, USA: IEEE)

    [11]

    O’Regan T P, Fischetti M V, Sorée B, Jin S, Magnus W, Meuris M 2010 Journal of Applied Physics 108 103705

    [12]

    Wang W K, Hwang J C M, Xuan Y, Ye P D 2011 IEEE Transactions on Electro Devices 58 1972

    [13]

    Sotoodeh M, Khalid A H, Rezazadeh A A 2000 J. Appl. Phys. 87 2890

    [14]

    Zou X, Xu J P, Chen W B, Wu H P 2005 Micro Electronics 35 465 (in Chinese) [邹晓, 徐静平, 陈卫兵, 吴海平 2005 微电子学 35 465]

    [15]

    Li B, Liu H X, Yuan B, Li J, Lu F M 2011 Acta Phys. Sin. 60 017202-1 (in Chinese) [李斌, 刘红侠, 袁博, 李劲, 卢凤铭 2011 物理学报 60 017202-1]

    [16]

    Stephen K P, Neil G, James M M, Bernstein J, Scozzie C J, Lelis A 2002 J. Appl. Phys. 92 4053

    [17]

    Zhang X F, Xu J P, Zou X, Zhang L J 2006 Chinese Journal of Semiconductors 27 2000 (in Chinese) [张雪峰, 徐静平, 邹晓, 张兰君 2006 半导体学报 27 2000]

  • [1] 常虎东, 孙兵, 卢力, 赵威, 王盛凯, 王文新, 刘洪刚. 高迁移率In0.6Ga0.4As沟道MOSHEMT与MOSFET器件特性的研究. 物理学报, 2012, 61(21): 217304. doi: 10.7498/aps.61.217304
    [2] 韩名君, 柯导明, 迟晓丽, 王敏, 王保童. 超短沟道MOSFET电势的二维半解析模型. 物理学报, 2013, 62(9): 098502. doi: 10.7498/aps.62.098502
    [3] 包军林, 庄奕琪, 杜 磊, 李伟华, 万长兴, 张 萍. N/P沟道MOSFET1/f噪声的统一模型. 物理学报, 2005, 54(5): 2118-2122. doi: 10.7498/aps.54.2118
    [4] 杨晓杰, 王 青, 马文全, 陈良惠. InGaAs/GaAs量子点阵列中的能级计算. 物理学报, 2007, 56(9): 5429-5435. doi: 10.7498/aps.56.5429
    [5] 陈卫兵, 徐静平, 邹 晓, 李艳萍, 许胜国, 胡致富. 小尺寸MOSFET隧穿电流解析模型. 物理学报, 2006, 55(10): 5036-5040. doi: 10.7498/aps.55.5036
    [6] 刘张李, 胡志远, 张正选, 邵华, 宁冰旭, 毕大炜, 陈明, 邹世昌. 0.18 m MOSFET器件的总剂量辐照效应. 物理学报, 2011, 60(11): 116103. doi: 10.7498/aps.60.116103
    [7] 王 源, 张义门, 张玉明, 汤晓燕. 6H-SiC肖特基源漏MOSFET的模拟仿真研究. 物理学报, 2003, 52(10): 2553-2557. doi: 10.7498/aps.52.2553
    [8] 尚也淳, 张义门, 张玉明. 6H-SiC电子输运的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2000, 49(9): 1786-1791. doi: 10.7498/aps.49.1786
    [9] 徐昌发, 杨银堂, 刘莉. 4H-SiC MOSFET的温度特性研究. 物理学报, 2002, 51(5): 1113-1117. doi: 10.7498/aps.51.1113
    [10] 鄢永高, 唐新峰, 刘海君, 尹玲玲, 张清杰. Ag偏离化学计量比Ag1-xPb18SbTe20材料的热电传输性能. 物理学报, 2007, 56(6): 3473-3478. doi: 10.7498/aps.56.3473
    [11] 代月花, 陈军宁, 柯导明, 孙家讹, 胡 媛. 纳米MOSFET迁移率解析模型. 物理学报, 2006, 55(11): 6090-6094. doi: 10.7498/aps.55.6090
    [12] 崔利杰, 李东临, 高宏玲, 曾一平, 林 铁, 商丽燕, 黄志明, 郭少令, 桂永胜, 周文政, 褚君浩. InAlAs/InGaAs/InAlAs量子阱高迁移率二维电子气系统中的反弱局域效应研究. 物理学报, 2007, 56(7): 4099-4104. doi: 10.7498/aps.56.4099
    [13] A.Dimoulas, 沈文忠, 唐文国, 沈学础. δ掺杂的赝形高电子迁移率晶体管AlGaAs/InGaAs/GaAs结构的光谱研究. 物理学报, 1995, 44(5): 779-787. doi: 10.7498/aps.44.779
    [14] 魏来明, 周远明, 俞国林, 高矿红, 刘新智, 林铁, 郭少令, 戴宁, 褚君浩, Austing David Guy. 高迁移率InGaAs/InP量子阱中的有效g因子. 物理学报, 2012, 61(12): 127102. doi: 10.7498/aps.61.127102
    [15] A.Dimonlas, 沈文忠, 唐文国, 沈学础. δ掺杂的赝形高电子迁移率晶体管AIGaAs/InGaAs/GaAs结构中的费密边奇异性研究. 物理学报, 1995, 44(5): 825-831. doi: 10.7498/aps.44.825
    [16] 汤晓燕, 张义门, 张玉明, 郜锦侠. 界面态电荷对n沟6H-SiC MOSFET场效应迁移率的影响. 物理学报, 2003, 52(4): 830-833. doi: 10.7498/aps.52.830
    [17] 尚也淳, 张义门, 张玉明. SiC/SiO2界面粗糙散射对沟道迁移率影响的Monte Carlo研究. 物理学报, 2001, 50(7): 1350-1354. doi: 10.7498/aps.50.1350
    [18] 林若兵, 王欣娟, 冯 倩, 王 冲, 张进城, 郝 跃. AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管肖特基高温退火机理研究. 物理学报, 2008, 57(7): 4487-4491. doi: 10.7498/aps.57.4487
    [19] 杨翠, 马晓华, 毛维, 郝跃, 张进成, 刘红侠, 王冲, 张金风, 杨林安, 许晟瑞, 毕志伟, 周洲, 杨凌, 王昊. 场板抑制GaN高电子迁移率晶体管电流崩塌的机理研究. 物理学报, 2011, 60(1): 017205. doi: 10.7498/aps.60.017205
    [20] 任舰, 闫大为, 顾晓峰. AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管漏电流退化机理研究. 物理学报, 2013, 62(15): 157202. doi: 10.7498/aps.62.157202
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-18
  • 修回日期:  2013-04-09
  • 刊出日期:  2013-08-05

不同散射机理对 Al2O3/InxGa1-xAs nMOSFET 反型沟道电子迁移率的影响

  • 1. 华中科技大学, 光学与电子信息学院, 武汉 430074
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号: 61176100)资助的课题.

摘要: 通过考虑体散射、界面电荷的库仑散射以及 Al2O3/InxGa1-xAs 界面粗糙散射等主要散射机理, 建立了以 Al2O3为栅介质InxGa1-xAs n 沟金属-氧化物-半导体场效应晶体管 (nMOSFETs) 反型沟道电子迁移率模型, 模拟结果与实验数据有好的符合. 利用该模型分析表明, 在低至中等有效电场下, 电子迁移率主要受界面电荷库仑散射的影响; 而在强场下, 电子迁移率则取决于界面粗糙度散射. 降低界面态密度, 减小 Al2O3/InxGa1-xAs 界面粗糙度, 适当提高In含量并控制沟道掺杂在合适值是提高 InGaAs nMOSFETs 反型沟道电子迁移率的主要途径.

English Abstract

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