چکيده:در ساختارهاي Si/SiGe/Si که بوسيله روش رونشاني پرتو مولکولي رشد مي يابند به دليل ناپيوستگي نوار ظرفيت يک چاه کوانتومي در نوار ظرفيت و در لايه SiGe شکل مي گيرد اگر لايه هاي مجاور با ناخالصي هاي نوع p آلاييده شده باشند حفره های لايه آلاييده به داخل چاه کوانتومي مي روند و تشکيل گاز حفره اي دوبعدي در ميانگاه نزديک لايه آلاييده مي دهند اينگونه ساختارها را ساختار دورآلاييده مي نامند .به دليل جدايي فضايي بين حاملهاي آزاد دوبعدي و ناخالصي هاي يونيده در ساختارهاي دورآلاييده برهمکنش کولني کاهش يافته و درنتيجه پراکندگي ناشي از ناخالصي هاي يونيده کاهش و به تبع آن تحرک پذيري حاملهاي آزاد دوبعدي افزايش مي يابد .چگالي سطحي گاز حفره اي دوبعدي به پارامترهاي ساختار مثلاً ضخامت لايه جداگر، چگالي سطحي بارهاي لايه پوششي، ضخامت لايه پوششي، و غيره وابسته است. علاوه بر اين در ساختارهاي دورآلاييده دريچه دار با تغيير ولتاِژ دريچه چگالي سطحي گاز حفره اي قابل کنترل مي-باشد . اين ساختارها در ساخت ترانزيستورهاي اثر ميداني مورد استفاده قرار مي گيرند.
در اين پايان نامه ابتدا به تشريح ساختار دورآلاييده Si/SiGe/Si مي پردازيم و سپس مدلي نظري که بتواند ويژگيهاي الکتريکي گاز حفره اي دوبعدي درون چاه کوانتومي ساختار p-Si/SiGe/Si و همچنین ميزان انتقال بار آزاد به درون چاه و بستگي آن به پارامترهاي ساختار را توجيه کند ارائه می دهیم. در ساختار دورآلاييده معکوس p-Si/SiGe/Si دريچه دار با دريچه Al/Ti/Si از اين مدل نظري استفاده مي کنيم و با برازش نتایج تجربی تغییرات چگالی سطحی گاز حفره ای بر حسب ولتاژ دریچه توانسته ایم چگالی سطحی بارهای میانگاه Ti/Si در این ساختارها را در محدوده (m-2) 1015 × 78/1 تا (m-2) 1015 × 63/4 ارزیابی کنیم.
فهرست مطالب:چکیده
فصل اول: ساختارهاي دورآلاييده مقدمه
1-1 نيمه رسانا
1-2 نيمه رسانا با گذار مستقيم و غير مستقيم
1-3 جرم موثر
1-4 نيمه رساناي ذاتي
1-5 نيمه رساناي غير ذاتي و آلايش
1-6 نيمه رساناهاي Si و Ge
1-7 رشد بلور
1-7-1 رشد حجمي بلور
1-7-2 رشد رونشستي مواد
1-7-3 رونشستي فاز مايع
1-7-4 رونشستي فاز بخار
1-7-5 رونشستي پرتو مولکولي
1-8 ساختارهاي ناهمگون
1-9 توزيع حالتهاي انرژي الکترون‌ها در چاه کوانتومي
1-10 انواع آلايش
1-10-1 آلايش کپه اي
1-10-2 آلايش مدوله شده (دورآلاييدگي)
1-10-3 گاز الکتروني دوبعدي
1-10-4 گاز حفره¬اي دوبعدي
1- 11 ویژگی و انواع ساختارهاي دور آلاييده
1-11-1 انواع ساختارهاي دورآلاييده به لحاظ ترتيب رشد لايه ها
1-11-2 انواع ساختار دور آلاييده به لحاظ نوع آلاييدگي (n يا p)
1-11-3 انواع ساختار دور آلاييده دريچه دار
1-12 کاربرد ساختارهاي دور آلاييده
1-12-1 JFET
1-12-2 MESFET
1-12-3 MESFET پيوندگاه ناهمگون
فصل دوم: اتصال فلز نيمه رسانا (سد شاتکي) مقدمه
2-1 شرط ايده آل و حالتهاي سطحي
2-2 لايه تهي
2-3 اثر شاتکي
2-4 مشخصه ارتفاع سد
2-4-1 تعريف عمومي و کلي از ارتفاع سد
2-4-2 اندازه گيري ارتفاع سد
2-4-3 اندازه گيري جريان- ولتاژ
2-4-4 اندازه گيري انرژي فعال سازي
2-4-5 اندازه گيري ولتاژ- ظرفيت
2-4-6 تنظيم ارتفاع سد
2-4-7 کاهش سد
2-4-8 افزايش سد
2-5 اتصالات يکسوساز
2-6 سدهاي شاتکي نمونه
فصل سوم: انتقال بار در ساختارهاي دورآلاييده مقدمه
3-1 ساختار دور آلاييده معکوس p-Si/Si1-XGeX/Si
3-2 ساختار نوار ظرفيت ساختار دور آلاييده معکوس p-Si/SiGe/Si
3-3 محاسبه انتقال بار در ساختارهاي دور آلاييده
3-3-1 آلايش مدوله شده ايده¬آل
3-3-2 محاسبات خود سازگار چگالي سطحي حاملها
3-3-3 اثر بارهاي سطحي بر چگالي گاز حفره اي
3-4 روشهاي کنترل چگالي سطحي حاملها
3-4-1 تاثير تابش نور بر چگالي سطحي حاملها
3-4-2 تاثير ضخامت لايه پوششي بر چگالي سطحي حاملها
3-4-3 دريچه دار کردن ساختار دور آلاييده
3-5 ساختارهاي دورآلاييده معکوس p-Si/SiGe/Si با دريچه بالا
3-6 انتقال بار در ساختارهاي دورآلاييده معکوس با دريچه بالا
3-7 تاثير باياسهاي مختلف بر روي چگالي سطحي حفره ها
3-8 ملاحظات تابع موج
3-9 وابستگي Zav به چگالي سطحي حاملها در ساختارهاي بي دريچه
3-10 وابستگي Zav به چگالي سطحي حاملها در ساختارهاي دريچه دار
فصل چهارم: نتايج محاسبات مقدمه
4-1 محاسبات نظري ساختارهاي دورآلاييده بي دريچه Si/SiGe/Si
4-1-1 محاسبات نظري ns برحسب Ls
4-1-2 محاسبات نظري ns برحسب NA
4-1-3 محاسبات نظري ns برحسب nc
4-1-4 محاسبات نظري کليه انرژيهاي دخيل برحسب Ls
4-2 محاسبات نظري ساختارهاي دورآلاييده دريچه دار Si/SiGe/Si
4-2-1 محاسبات نظري ns برحسب vg
4-2-2 بررسي نمونه ها با nsur متغير و تابعي خطي از vg با شيب مثبت
4-2-3 بررسي نمونه ها با nsur متغير و تابعي خطي از vg با شيب منفي
فصل پنجم: نتايج 5-1 مقايسه سد شاتکي با ساختار دورآلاييده دريچه دار p-Si/SiGe/Si
5-2 بررسي نمودارهاي مربوط به چهار نمونه
پيوست
چکيده انگليسي (Abstract)
منابع
برچسب ها:
تعيين چگالي بارهاي سطحي ميانگاه پروژه چگالی بار در نیمه رسانا پروژه چگالی بار سطحی نیمه رسانا چگالي بار سطحي ميانگاه چگالي بارهاي ميانگاهی چگالي بار سطحي نیمه هادی در ميانگاه بار سطحي میانگاه در نیمه هادی پروژه چگالی بار سطحي