چکیده:در ساختارهای Si/SiGe/Si که بوسیله روش رونشانی پرتو مولکولی رشد می یابند به دلیل ناپیوستگی نوار ظرفیت یک چاه کوانتومی در نوار ظرفیت و در لایه SiGe شکل می گیرد اگر لایه های مجاور با ناخالصی های نوع p آلاییده شده باشند حفره های لایه آلاییده به داخل چاه کوانتومی می روند و تشکیل گاز حفره ای دوبعدی در میانگاه نزدیک لایه آلاییده می دهند اینگونه ساختارها را ساختار دورآلاییده می نامند .به دلیل جدایی فضایی بین حاملهای آزاد دوبعدی و ناخالصی های یونیده در ساختارهای دورآلاییده برهمکنش کولنی کاهش یافته و درنتیجه پراکندگی ناشی از ناخالصی های یونیده کاهش و به تبع آن تحرک پذیری حاملهای آزاد دوبعدی افزایش می یابد .چگالی سطحی گاز حفره ای دوبعدی به پارامترهای ساختار مثلاً ضخامت لایه جداگر، چگالی سطحی بارهای لایه پوششی، ضخامت لایه پوششی، و غیره وابسته است. علاوه بر این در ساختارهای دورآلاییده دریچه دار با تغییر ولتاِژ دریچه چگالی سطحی گاز حفره ای قابل کنترل می-باشد . این ساختارها در ساخت ترانزیستورهای اثر میدانی مورد استفاده قرار می گیرند.
در این پایان نامه ابتدا به تشریح ساختار دورآلاییده Si/SiGe/Si می پردازیم و سپس مدلی نظری که بتواند ویژگیهای الکتریکی گاز حفره ای دوبعدی درون چاه کوانتومی ساختار p-Si/SiGe/Si و همچنین میزان انتقال بار آزاد به درون چاه و بستگی آن به پارامترهای ساختار را توجیه کند ارائه می دهیم. در ساختار دورآلاییده معکوس p-Si/SiGe/Si دریچه دار با دریچه Al/Ti/Si از این مدل نظری استفاده می کنیم 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: ساختارهای دورآلاییده مقدمه
1-1 نیمه رسانا
1-2 نیمه رسانا با گذار مستقیم و غیر مستقیم
1-3 جرم موثر
1-4 نیمه رسانای ذاتی
1-5 نیمه رسانای غیر ذاتی و آلایش
1-6 نیمه رساناهای Si و Ge
1-7 رشد بلور
1-7-1 رشد حجمی بلور
1-7-2 رشد رونشستی مواد
1-7-3 رونشستی فاز مایع
1-7-4 رونشستی فاز بخار
1-7-5 رونشستی پرتو مولکولی
1-8 ساختارهای ناهمگون
1-9 توزیع حالتهای انرژی الکترونها در چاه کوانتومی
1-10 انواع آلایش
1-10-1 آلایش کپه ای
1-10-2 آلایش مدوله شده (دورآلاییدگی)
1-10-3 گاز الکترونی دوبعدی
1-10-4 گاز حفره¬ای دوبعدی
1- 11 ویژگی و انواع ساختارهای دور آلاییده
1-11-1 انواع ساختارهای دورآلاییده به لحاظ ترتیب رشد لایه ها
1-11-2 انواع ساختار دور آلاییده به لحاظ نوع آلاییدگی (n یا p)
1-11-3 انواع ساختار دور آلاییده دریچه دار
1-12 کاربرد ساختارهای دور آلاییده
1-12-1 JFET
1-12-2 MESFET
1-12-3 MESFET پیوندگاه ناهمگون
فصل دوم: اتصال فلز نیمه رسانا (سد شاتکی) مقدمه
2-1 شرط ایده آل و حالتهای سطحی
2-2 لایه تهی
2-3 اثر شاتکی
2-4 مشخصه ارتفاع سد
2-4-1 تعریف عمومی و کلی از ارتفاع سد
2-4-2 اندازه گیری ارتفاع سد
2-4-3 اندازه گیری جریان- ولتاژ
2-4-4 اندازه گیری انرژی فعال سازی
2-4-5 اندازه گیری ولتاژ- ظرفیت
2-4-6 تنظیم ارتفاع سد
2-4-7 کاهش سد
2-4-8 افزایش سد
2-5 اتصالات یکسوساز
2-6 سدهای شاتکی نمونه
فصل سوم: انتقال بار در ساختارهای دورآلاییده مقدمه
3-1 ساختار دور آلاییده معکوس p-Si/Si1-XGeX/Si
3-2 ساختار نوار ظرفیت ساختار دور آلاییده معکوس p-Si/SiGe/Si
3-3 محاسبه انتقال بار در ساختارهای دور آلاییده
3-3-1 آلایش مدوله شده ایده¬آل
3-3-2 محاسبات خود سازگار چگالی سطحی حاملها
3-3-3 اثر بارهای سطحی بر چگالی گاز حفره ای
3-4 روشهای کنترل چگالی سطحی حاملها
3-4-1 تاثیر تابش نور بر چگالی سطحی حاملها
3-4-2 تاثیر ضخامت لایه پوششی بر چگالی سطحی حاملها
3-4-3 دریچه دار کردن ساختار دور آلاییده
3-5 ساختارهای دورآلاییده معکوس p-Si/SiGe/Si با دریچه بالا
3-6 انتقال بار در ساختارهای دورآلاییده معکوس با دریچه بالا
3-7 تاثیر بایاسهای مختلف بر روی چگالی سطحی حفره ها
3-8 ملاحظات تابع موج
3-9 وابستگی Zav به چگالی سطحی حاملها در ساختارهای بی دریچه
3-10 وابستگی Zav به چگالی سطحی حاملها در ساختارهای دریچه دار
فصل چهارم: نتایج محاسبات مقدمه
4-1 محاسبات نظری ساختارهای دورآلاییده بی دریچه Si/SiGe/Si
4-1-1 محاسبات نظری ns برحسب Ls
4-1-2 محاسبات نظری ns برحسب NA
4-1-3 محاسبات نظری ns برحسب nc
4-1-4 محاسبات نظری کلیه انرژیهای دخیل برحسب Ls
4-2 محاسبات نظری ساختارهای دورآلاییده دریچه دار Si/SiGe/Si
4-2-1 محاسبات نظری ns برحسب vg
4-2-2 بررسی نمونه ها با nsur متغیر و تابعی خطی از vg با شیب مثبت
4-2-3 بررسی نمونه ها با nsur متغیر و تابعی خطی از vg با شیب منفی
فصل پنجم: نتایج 5-1 مقایسه سد شاتکی با ساختار دورآلاییده دریچه دار p-Si/SiGe/Si
5-2 بررسی نمودارهای مربوط به چهار نمونه
پیوست
چکیده انگلیسی (Abstract)
منابع
-
محتوای فایل دانلودی:
در قالب فایل word و قابل ویرایش