2002 Fiscal Year Annual Research Report
シリコンゲルマニウムによる歪みシリコン中のキャリア移動度向上に関する理論的解析
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02J04836
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
中辻 広志 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)
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Keywords | ひずみ / ホール / 移動度 / モンテカルロシミュレーション |
Research Abstract |
まずはじめに我々はホールの輸送解析に必要なシミュレータの開発に取り組み、Si p-MOSFETの反転層内ホールサブバンド構造を数値解析するプログラムを完成させた。ひずみの効果を正確に取り入れるためには、バンド計算を含めた精密な輸送現象の解析が必要であるため、バンド計算に関しては経験的擬ポテンシャル法により、二次元量子化状態のバンド計算を行った。さらに二次元フルバンドモンテカルロシミュレータも完成させ、二次元ボールの複雑なバンド構造を忠実に反映した低電界移動度および高電界非定常輸送解析が可能となった。ホールの輸送解析に当たっては、既出文献で実績のあるひずみSn-MOSFETのシミュレーションと同じ手法で行った。すなわち移動度のひずみによる変調の原因は、すべてバンド構造の変化によるもので、散乱結合定数、フォノン分散等はひずみに無依存である、と仮定した。上記のシミュレータによりホール移動度の計算を行った結果、基板のGe濃度が10%のとき、移動度増大率は非常に小さくなった。これは他の研究グループによる実験でも得られている。基板のGe濃度が10%〜40%ではひずみの増大と伴に移動度増大率も増加する。さらにGe濃度が増加すると、移動度増大率は飽和する傾向にあることが今回の計算の結果で示すことができた。これまでのシミュレーションにより移動度増大率の定性的な性質を示すことができたが、定量的にはまだ実験結果と計算結果の間には相当な開きがあるため、今後物理モデルの再検討を行う予定である。特に散乱モデルの再検討を行う予定である。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] Hiroshi Nakatsuji, Yoshinari Kamakura, Kenji Taniguchi: "A study of Subband Structure and Trasport of Two-Dimensional Holes in Strained Si p-MOSFETs Using Fall-Band Modeling"International ELECTRON DEVICES meeting Technical Digest. 2002. 727-730 (2002)
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[Publications] 中辻広志, 鎌倉良成, 谷口研二: "ひずみSi-pMOSFETにおける反転層移動度増大メカニズムの理論的検討"(発表予定).
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[Publications] 中辻広志, 鎌倉良成, 谷口研二: "フルバンドモンテカルロ法によるひずみSi-pMOSFETの反転層ホール輸送解析"(発表予定).