рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Философия
/
Вид работы: Лекции
/
Экспериментальные данные по продольному переносу

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Экспериментальные данные по продольному переносу

Экспериментальные данные по продольному переносу - Лекция, раздел Философия, ЛЕКЦИЯ №1 ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СТРУКТУРЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ На Рис. 6.2 Представлены Данные, Иллюстрирующие Прогресс, Достигнутый В Облас...

На рис. 6.2 представлены данные, иллюстрирующие прогресс, достигнутый в области повышения подвижности электронов при продольном переносе за последние двенадцать лет в наноструктурах на основе GаАs, типа описываемых выше полевых МОП-транзисторов.

Рис. 6.1. Понижение подвижности электронов в результате межподзонного рассеяния между подзонами с п = 1 и п = 2.

Очевидный успех был достигнут за счет нескольких факторов, прежде всего, как указывалось выше, за счет физического разделения легирующих примесей и носителей в модулированно-легированных гетероструктурах. Для большей эффективности такого разделения, в структурах начали создавать вспомогательный из «полуизолятора» (sрасеr), играющий роль прослойки между слоем доноров и двумерным слоем электронов в проводящем канале. Такой слой особенно эффективен при низких температурах, когда преобладают механизмы рассеяния электронов на атомах примеси. Другим фактором, способствующим увеличению подвижности электронов, стала высокая чистота используемых объемных материалов, связанная с развитием методов выращивания пленок на основе полупроводников А_IIIВ_V, что специально показано на рис. 6.2 отдельной кривой для «чистых объемных» материалов (стоит отметить прекрасные показатели в области температур Т³100 К). Повышение чистоты наращиваемых пленок, связанное с использованием сверхвысокого вакуума и чистых газов, что характерно для таких методов роста, как молекулярно-лучевая эпитаксия, также явилось важным фактором повышения подвижности.

Рис. 6.2. Прогресс в повышении подвижности электронов при продольном переносе в гетеропереходах соединений А_IIIВ_V. Для сравнения представлены аналогичные данные для «чистых объемных» материалов.

При температурах 100 К и выше, вплоть до комнатной, основными механизмами рассеяния является рассеяние на фононах, особенно связанное с оптическими фононами в случае полярных материалов типа GаАs.

Как и следовало ожидать, подвижность электронов в кремниевых полевых МОП-транзисторах оказывается значительно ниже, чем в полевых транзисторах с модулированным легированием МОDFET. Как показано на рис. 6.3, подвижность в модулированно-легированных структурах АlGаАs/GаАs может достигать 10⁷ см²/В×с, что почти на три порядка выше, чем в полевых МОП-транзисторах на основе кремния, что может быть объяснено рядом причин. Во-первых, эффективная масса электронов в кремнии намного больше, чем в GаАs. Во-вторых, влияние рассеяния на примесях в кремниевых полевых МОП-транзисторах, вызываемые зарядами и примесями в окисле и границе раздела, значительно сильнее, чем в АlGаАs/GаАs, где заряженные примеси и носители пространственно разделены достаточно эффективно. В-третьих, как показано на рис. 6.3, при низких температурах доминирующим становится рассеяние на неровностях границы раздела. Этого следовало ожидать вследствие того что, при термическом окислении граница раздела кремний — окисел не такая совершенная, как в структурах АlGаАs/GаАs, изготовляемых с использованием гораздо более сложных и точных технологий, таких, как молекулярно-лучевая эпитаксия.

При воздействии очень сильных электрических полей (³МВ см^-1) рассеяние, обусловленное рассеянием на шероховатости границы раздела становится доминирующим, и именно оно становится главным фактором ограничения подвижности электронов. В этой связи интересно упомянуть, что экспериментальные значения подвижности электронов в квантовых проволоках, определяемые шероховатостью поверхности, вносимой в процессе современных методов микротекстурирования, много меньше значений, предсказываемых теорией.

В последние годы проводились очень серьезные исследования подвижности в напряженных Si-Ge гетероструктурах, которые представляются перспективными для производства высокочастотных биполярных транзисторов на гетероструктурах и транзисторов с высокой подвижностью электронов, на основе кремниевой технологии.

Рис. 6.3. Температурная зависимость подвижности электронов в кремниевых полевых МОП-транзисторах.

Как известно, в гетероструктурах на основе соединений А_IIIВ_V дырки имеют очень большую эффективную массу, что и привлекает внимание исследователей к процессам двумерного переноса дырок в Si-Ge гетероструктурах с достаточно большим разрывом валентной зоны. Считается, что в таких структурах можно будет достичь подвижности дырок вплоть до значений 10⁵ см²/В×с.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ЛЕКЦИЯ №1 ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СТРУКТУРЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СТРУКТУРЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ... План лекции... Фундаментальные явления...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Экспериментальные данные по продольному переносу

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Фундаментальные явления.
Поведение подвижных носителей заряда (электронов и дырок) в наноразмерных структурах определяют три группы фундаментальных явлений: квантовое ограничение, баллистический транспорт и квантовая интер

Гетеропереходы первого и второго типов.
Рассмотрим одиночный гетеропереход между двумя полупроводниками A и B, имеющими в общем случае различную ширину запрещенной зоны

Энергетическая диаграмма одномерной сверхрешётки
Полупроводниковые квантово-размерные структуры на основе гетеропереходов принято различать по числу направлений, вдоль которых происходит ограничение движения носителей заряда (электронов или дырок

Рассеяние частиц на потенциальной ступеньке.
Проведем анализ системы, в которой частицы, испускаемые источником, удаленным на большое расстояние, рассеиваются на той или иной преграде, уходя после этого в бесконечность. Простейшей м

Потенциальный барьер конечной ширины.
В реальной физической ситуации мы всегда имеем дело с барьером конечной ширины. Найдем коэффициенты отражения и прохождения при движении частицы через прямоугольный потенциальный барьер ширины

Интерференционные эффекты при надбарьерном пролете частиц.
Рассмотрим особенности прохождения частицы над прямоугольным потенциальным барьером (рис. 1.2, а), когда E>U1, и E>U2. Сразу отметим, что надба

Частица в прямоугольной потенциальной яме.
При выращивании пленки узкозонного полупроводника между двумя слоями широкозонного материала может быть реализован потенциальный рельеф, показанный на рис. 1.4.

Особенности движения частиц над потенциальной ямой.
Мы рассмотрели случай, когда полная энергия частицы Е меньше высоты стенок потенциальной ямы (финитное движение). Здесь размерный эффект проявляется в квантовании энергии и волнового вектора

Движение частицы в сферически симметричной прямоугольной потенциальной яме.
Развитие нанотехнологии инициировало широкое исследование новых классов нанообъектов, в частности квантовых точек, в которых осуществляется пространственное ограничение носителей заряда в трех из

Энергетические состояния в прямоугольной квантовой яме с бесконечными стенками и дополнительным провалом.
Возможность получения слоев с произвольным профилем изменения состава позволила для улучшения характеристик приборов использовать структуры с КЯ сложной формы. Так, для создания нового поколения

Энергетическая диаграмма квантовой ямы с конечными стенками и дополнительным провалом.
В реальности мы имеем дело с потенциальными ямами, стенки которых имеют конечную высоту (см. рис. 1.9, а). Рассмотрим влияние конечной высоты стенок на разрешенные значения энергии основног

Структура со сдвоенной квантовой ямой. Энергетический спектр частицы в системе с δ-образным барьером.
Выше мы рассмотрели поведение частиц в системах, содержащих изолированные КЯ и потенциальные барьеры. Как уже отмечалось, накопленный к настоящему времени опыт и достижения техники для выращивани

Прохождение частицы через многобарьерные квантовые структуры.
При исследовании поведения частицы (электрона) в системах, содержащих изолированные КЯ и потенциальные барьеры, установлено, что при туннелировании через одиночный потенциальный барьер коэффициен

Электрон-фононное рассеяние.
Расчеты механизмов электрон-фононного рассеяния в низкоразмерных полупроводниковых структурах показывают, что они во многом схожи с процессами в объемных полупроводниках, например, такое рассеяни

Межподзонное рассеяние.
Рассмотрим двумерную электронную систему, локализованную в потенциальной яме, входящей в состав модулированно-легированной гетероструктуры или полевого МОП-транзистора. Очевидно, что при достаточн

Продольный перенос горячих электронов
В некоторых типах полевых транзисторов и наноструктур кинетическая энергия электронов, ускоряемых электрическим полем, может становиться очень высокой и значительно превышать равновесную тепловую

Поперечный перенос в наноструктурах в электрическом поле.
В этом разделе мы рассмотрим движение носителей в направлении, перпендикулярном плоскостям потенциальных барьеров, разделяющих квантовые гетероструктуры. Такой вид переноса часто ассоциируется с

Резонансное туннелирование
Резонансное туннелирование (РТ) сквозь двойной потенциальный барьер является одним из явлений вертикального квантового переноса, уже нашедший широкое практическое применение в создании диодов и тр

Влияние поперечных электрических полей на свойства сверхрешеток
Ранее уже указывалось, что электронные состояния в сверхрешетках образуют электронные зоны или подзоны, которые гораздо уже, чем соответствующие зоны в обычных кристаллах. Малая ширина зон и энерг

Квантовый перенос в наноструктурах
Рассмотрим далее процессы квантового переноса, происходящие при протекании через наноструктуры тока от присоединенных к ним внешних источников. Такие процессы можно также назвать мезоскопическим

Квантовая проводимость. Формула Ландауэра.
Для самого простого описания эффектов квантовой проводимости удобно рассмотреть одномерную мезоскопическую полупроводниковую структуру, типа квантовой проволоки. Если такая проволока является дос

Формула Ландауэра — Бюттикера для квантового переноса в многозондовых структурах
Полученное в предыдущем разделе выражение (6.15), описывающее квантовый перенос в наноструктуре с двумя контактами, может быть обобщено на случай систем с большим числом контактов. Рассмотрим, на