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应变(001)p型金属氧化物半导体反型层空穴量子化与电导率有效质量

刘伟峰 宋建军

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应变(001)p型金属氧化物半导体反型层空穴量子化与电导率有效质量

刘伟峰, 宋建军

Hole quantization and conductivity effective mass of the inversion layer in (001) strained p-channel metal-oxid-semiconductor

Liu Wei-Feng, Song Jian-Jun
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  • 基于kp微扰理论框架, 研究建立了单轴张/压应变Si, Si基双轴应变p型金属氧化物半导体(PMOS)反型层空穴量子化有效质量与空穴面内电导率有效质量模型. 结果表明: 对于单轴应力PMOS, 选择单轴压应力可有效增强器件的性能; 同等增强PMOS空穴迁移率, 需要施加的单轴力强度小于双轴力的强度; 在选择双轴应力增强器件性能时, 应优先选择应变Si1-xGex作为沟道材料. 所获得的量化理论结论可为Si基及其他应变器件的物理理解及设计提供重要理论参考.
    Within the framework of k p perturbation theory, models of the hole quantization and conductivity effective mass for the inversion layer in uniaxially tensile/compressive and Si-based baixially strained p-channel metal-oxid-semiconductor (PMOS) have been established. Results show that: 1) uniaxially compressive technique should be chosen for the carrier mobility enhancement in uniaxially strained PMOS; 2) the magnitude of uniaxial stress will be less than that of the biaxial case to improve PMOS performance using strained technique; 3) strained Si1-xGex is preferred to use instead of using strained Si, when we choose the biaxially strained materials for the PMOS channel. Our results can provide valuable references to Si-based and other strained device and materials design.
    • 基金项目: 教育部博士点基金(批准号:JY0300122503)和陕西省自然科学基础研究计划(批准号:2014JQ8329)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. JY0300122503) and the Natural Science Basic Research Plan of Shaanxi Province, China (Grant No. 2014JQ8329).
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-07-04
  • 修回日期:  2014-07-29
  • 刊出日期:  2014-12-05

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