超薄HfO2柵MOS結構C-V和I-V模擬.pdf

1、由于HfO2相對高的介電常數(shù)和熱穩(wěn)定性,它已經成為一種有吸引力的高K材料,但是實驗上證實HfO2和襯底Si的界面有高界面態(tài),可能影響器件的性能。同時HfO2和襯底Si之間的介電常數(shù)的不匹配,導致在界面附近有鏡像勢的作用,對于超薄HfO2柵nMOS結構,強反型狀態(tài)下電子狀態(tài)時常是研究的重點,這時電子之間的交換關聯(lián)效應是較強的,為了較為準確的模擬nMOS的準靜電容與外電壓之間的關系,本文中在包含交換關聯(lián)效應和鏡像力效應的有效質量理論下,考慮

2、量子穿透效應和界面態(tài)電荷效應,再通過泊松和薛定諤方程的自洽求解,根據(jù)模擬數(shù)據(jù)分析表明,采用的界面態(tài)能級在禁帶中的分布是合理的,同時在不同的界面態(tài)密度下HfO2柵nMOS的電容-電壓的關系。同時本文也模擬了HfO2柵pMOS結構隧穿電流可能的機制。在kp近似下的有效質量理論的基礎上,提出了三帶模型和單帶模型去研究超薄氧化柵pMOS結構的空穴直接隧穿電流,通過這兩種模型的對比發(fā)現(xiàn),有效的單帶模型被采用去模擬空穴隧穿電流是合理的。此外,金屬電