独创性声明 | 第1-5页 |
中文摘要 | 第5-7页 |
英文摘要 | 第7-9页 |
目录 | 第9-12页 |
第一章 引言 | 第12-26页 |
1.1 课题来源及研究意义 | 第12-14页 |
1.2 Si/SiGe器件的主要研究方向和国内外研究动态 | 第14-25页 |
1.2.1 Si/SiGe异质结材料特性及载流子输运理论 | 第15-17页 |
1.2.2 Si/SiGe异质材料生长方面 | 第17-18页 |
1.2.3 SiGe-MODFET和CMOSFET设计、制备方面 | 第18-21页 |
1.2.4 SiGe-HBT | 第21-23页 |
1.2.5 SiGe光电子器件 | 第23-24页 |
1.2.6 动态小结 | 第24-25页 |
1.3 论文内容安排 | 第25-26页 |
第二章 Si/SiGe材料、异质结的基本性质 | 第26-43页 |
2.1 Si、Ge体材料的基本物理性质 | 第26-27页 |
2.2 Si、Ge、SiGe合金体材料、薄膜的能带结构 | 第27-34页 |
2.2.1 Si、Ge体材料的能带结构 | 第27-29页 |
2.2.2 Si_(1-x)Ge_x合金的物理性质 | 第29-34页 |
2.3 Si/SiGe异质结的基本特性 | 第34-35页 |
2.4 二维电子/空穴气及Si/SiGe超晶格 | 第35-43页 |
2.4.1 二维电子/空穴气 | 第35-40页 |
2.4.2 Si/SiGe半导体超晶格 | 第40-43页 |
第三章 Si/SiGe异质结p-MOSFET优化设计 | 第43-80页 |
3.1 Si/SiGe-MOS/MODFET概述 | 第43-44页 |
3.2 Si/SiGe异质结界面的能带突变量与能带图 | 第44-55页 |
3.2.1 Si/SiGe异质结的能带突变量 | 第45-49页 |
3.2.2 Si/SiGe异质结能带图 | 第49-55页 |
3.3 Si/SiGe异质结p-MOSFET的优化设计 | 第55-71页 |
3.3.1 器件结构 | 第56页 |
3.3.2 器件模拟与参数优化 | 第56-65页 |
3.3.3 器件模拟结果 | 第65-67页 |
3.3.4 实验结果及讨论 | 第67-71页 |
3.4 Si/SiGe-p-MODFET器件优化设计 | 第71-73页 |
3.4.1 调制掺杂层的厚度及浓度 | 第71-72页 |
3.4.2 间隔层厚度 | 第72-73页 |
3.5 器件结构的改进 | 第73-74页 |
3.6 空穴面密度解析模型研究 | 第74-77页 |
3.6.1 引言 | 第74页 |
3.6.2 模型推导 | 第74-76页 |
3.6.3 结果与讨论 | 第76-77页 |
3.7 研究展望 | 第77-80页 |
第四章 Si/SiGe异质结双极晶体管的优化设计 | 第80-99页 |
4.1 Si/SiGe异质结双极晶体管概述 | 第80页 |
4.2 Si/SiGe HBT器件基本结构与原理 | 第80-82页 |
4.2.1 Si/SiGe HBT发射结注入效率及增益β | 第81-82页 |
4.2.2 Si/SiGe-HBT的频率特性 | 第82页 |
4.3 基区不均匀掺杂对渡越时间的影响 | 第82-85页 |
4.4 基区复合对SiGe-HBT共射极电流增益的影响 | 第85-88页 |
4.4.1 器件模型 | 第85页 |
4.4.2 器件结构及掺杂分布 | 第85页 |
4.4.3 模拟结果 | 第85-86页 |
4.4.4 SiGe-HBT基极电流增大的原因 | 第86-87页 |
4.4.5 降低SiGe-HBT基极电流的措施 | 第87-88页 |
4.5 异质结势垒效应(HBE) | 第88-91页 |
4.5.1 异质结势垒的产生及势垒高度模型 | 第88-89页 |
4.5.2 Si/SiGe/Si-HBT在大电流下存在HBE时的基区渡越时间 | 第89-90页 |
4.5.3 Si/SiGe/Si-HBT在CB结存在HBE时的电流增益 | 第90页 |
4.5.4 SUSiGe-HBT在大电流下的截止频率f_T | 第90-91页 |
4.5.5 不同温度下,寄生势垒高度和集电极电流密度J_C的关系 | 第91页 |
4.5.6 不同温度下HBE对基区渡越时间τ_b的影响 | 第91页 |
4.5.7 不同温度下HBE对电流增益β的影响 | 第91页 |
4.6 SiGe-HBT的优化设计 | 第91-94页 |
4.6.1 基区的纵向优化设计 | 第92-93页 |
4.6.2 发射区的纵向设计 | 第93-94页 |
4.6.3 集电区的纵向设计 | 第94页 |
4.6.4 器件的横向结构尺寸设计 | 第94页 |
4.7 SiGe HBT的制备 | 第94-99页 |
4.7.1 器件结构及参数的优化 | 第95-96页 |
4.7.2 实验、测试与讨论 | 第96-99页 |
第五章 器件制备关键工艺技术研究 | 第99-122页 |
5.1 异质材料外延生长技术 | 第99-108页 |
5.1.1 分子束外延法(MBE)简介 | 第99-100页 |
5.1.2 外延生长温度 | 第100-101页 |
5.1.3 外延SiGe赝晶薄膜的临界厚度 | 第101-102页 |
5.1.4 SiGe合金薄膜应力的释放 | 第102-103页 |
5.1.5 Ge原子的表面偏析 | 第103-105页 |
5.1.6 分子束外延工艺过程 | 第105-108页 |
5.2 应变Si/SiGe薄膜热稳定性研究; | 第108-111页 |
5.2.1 实验 | 第108-109页 |
5.2.2 测试 | 第109页 |
5.2.3 结果与分析 | 第109-111页 |
5.3 MOSFET栅介质制备工艺 | 第111-118页 |
5.3.1 等离子化学汽相淀积(PECVD) | 第111-114页 |
5.3.2 低温湿氧热氧化制备SiO_2薄栅介质 | 第114-117页 |
5.3.3 氧化工艺小结 | 第117-118页 |
5.4 实验版图设计方法 | 第118-122页 |
5.4.1 基本思路 | 第118页 |
5.4.2 版图的合成 | 第118-122页 |
第六章 结论 | 第122-125页 |
6.1 Si/SiGe-p-MOSFET优化设计 | 第122-123页 |
6.2 空穴面密度的模型推导 | 第123页 |
6.3 Si/SiGe-HBT的优化设计 | 第123页 |
6.4 关键工艺研究 | 第123-125页 |
参考文献 | 第125-132页 |
致谢 | 第132-133页 |
个人简历 | 第133页 |