优秀毕业答辩PPT

半导体纳米器件的理论模拟与性能优化指导老师：顾有松专专业业：材料物理答辩人：丁明帅答辩时间：2013.6.7答辩内容研究背景与课题意义研究方法MOSFET的电输运性质掺杂对器件的影响通道宽度与应变对器件的影响结论研究背景与课题意义研究方法MOSFET的电输运性质掺杂对器件的影响通道宽度与应变对器件的影响结论答辩内容研究背景与课题意义研究背景课题意义ZnO材料是一种性能优异的宽禁带（3.37eV)半导体材料，在制作纳米器件方面具有巨大的发展潜能，优化器件性能需要掌握电输运性质。实验上对ZnO纳米器件的电输运性质研究较多。但对于特定器件电输运的内部结构的理论上研究较少，希望能为实验及后续研究提供指导。研究背景与课题意义研究方法MOSFET的电输运性质掺杂对器件的影响通道宽度与应变对器件的影响结论答辩内容研究方法Nextnano3计算软件计算方法Nextnano3主要通过求解薛定谔方程、泊松方程、连续电流方程、应变方程来获得材料的电学性质。答辩内容研究背景与课题意义研究方法MOSFET的电输运性质掺杂对器件的影响通道宽度与应变对器件的影响结论MOSFET的电输运性质MOSFET模型结构模型规格：141×36nmn型掺杂，Al2O3基底MOSFET的电输运性质栅极偏压为0VI-V曲线栅极偏压为0V时带边能量分布VDS=0VVDS=0.3V电势分布VDS=0.3V栅极偏压为0VMOSFET的电输运性质电导率分布VGS=0.3V，VDS=0V电子密度分布VGS=0.3V，VDS=0VMOSFET的电输运性质电流密度分布VDS=0.3V电流密度分布横截面图VDS=0.3V栅极零偏压下通道中出现电子耗尽层时电流分布特点栅极偏压为负MOSFET的电输运性质I-V曲线VGS=-0.5V带边能量分布VDS=0VVDS=0.6VVGS=-0.5V电导率分布VDS=0V、VGS=-0.5VMOSFET的电输运性质栅极偏压为正I-V曲线VGS=1V带边能量分布VDS=0VVDS=0.7VVGS=1V电导率分布VDS=0V、VGS=1V左为横向分布、右为纵向分布MOSFET的电输运性质电导率分布VDS=0V、VGS=1V电流密度分布VDS=0.7V、VGS=1V沿X方向电流密度分布电流方向为X负方向MOSFET的电输运性质栅极偏压的影响不同偏压下的I-V曲线VDS=0.4V不同偏压下的电流值全谱放大谱MOSFET的电输运性质不同偏压下的I-V曲线电导率分布VGS=0.2V、VDS=0.5V小结①负偏压下器件主要受电子耗尽层影响，电流很小，趋近于零。②零偏压下器件受电子富集区与电子耗尽层共同影响，电流先增大，后趋于饱和。③正偏压下器件受电子富集区影响，电流与电压呈线性增长关系，I-V特性最好。④栅极偏压主要通过影响通道中电子的聚集状态来改变I-V曲线形状。负偏压容易出现电子耗尽层，正偏压容易出现电子富集区。研究背景与课题意义研究方法MOSFET的电输运性质掺杂对器件的影响通道宽度与应变对器件的影响结论答辩内容掺杂对器件的影响电子迁移率随掺杂浓度的关系通过实验数据进行参数校正得到的计算结果电子浓度与掺杂浓度的关系electron/doping电离化程度与掺杂浓度关系掺杂对器件的影响I-V曲线不同掺杂浓度，掺杂浓度较高I-V曲线不同掺杂浓度，掺杂浓度较低掺杂对器件的影响电导率分布VGS=0V,VDS=0V电导率分布VGS=0V,VDS=0.3V电导率分布VGS=0V,VDS=0.6V小结①电导率主要由载流子浓度与载流子迁移率决定，载流子浓度随掺杂浓度升高而升高，但杂质电离化程度降低。载流子迁移率只在部分掺杂浓度下有较显著的变化。②掺杂不改变通道中电子的分布，而是通过增加相应位置的电子浓度来影响I-V曲线，掺杂浓度越高，相应电压下电流值越大，I-V曲线线性关系越好，但其作用效果没有栅极偏压显著。研究背景与课题意义研究方法MOSFET的电输运性质掺杂对器件的影响通道宽度与应变对器件的影响结论答辩内容通道宽度与应变对器件的影响不同通道宽度下电流与栅极偏压关系I-V曲线不同栅极偏压通道宽度为2nmI-V曲线不同栅极偏压通道宽度为15nm通道宽度与应变对器件的影响器件纵向电导率分布通道宽度为2nmVDS=0V、0.7V，VGS=0V器件纵向电导率分布通道宽度为15nmVDS=0V、0.7V，VGS=0V通道宽度与应变对器件的影响I-V曲线不同压缩应变，VGS=0VI-V曲线不同拉伸应变，VGS=0V通道宽度与应变对器件的影响压缩静态应变晶格错配度为-5%VDS=0V，VGS=0V纵向电导率分布压缩应变条件VDS=0V，VGS=0V压缩应变下电导率分布VDS=0VVDS=0.6VVGS=0Vzzyyxxhyeeee静态应变公式：通道宽度与应变对器件的影响拉伸静态应变晶格错配度为5%VDS=0V，VGS=0V纵向电导率分布拉伸应变条件VDS=0V，VGS=0V拉伸应变下电导率分布VDS=0VVDS=0.6VVGS=0V小结①通道宽度主要影响电子的聚集分布状态，较大的宽度容易产生显著的电子富集，从而使器件I-V具有较好的线性关系，且具有更小的器件电流开关比。②器件内部应变影响电子的分布。压缩应变降低电导率，拉伸应变增加电导率。内部应变主要改变电流的大小，对I-V曲线的形状改变较小。答辩内容研究背景与课题意义研究方法MOSFET的电输运性质掺杂对器件的影响通道宽度与应变对器件的影响结论结论1.针对本模型，栅极偏压主要通过改变器件通道中电子的分布来影响电输运性能。通道中电子主要存在富集区与耗尽层两种分布方式。栅极负偏压下产生耗尽层，正偏压下产生富集区。富集区有利于器件产生大电流及更好的I-V特性。2.掺杂不改变器件中电子分布，主要通过增加通道中电子浓度来影响I-V特性，掺杂浓度越高，I-V线性关系越好。3.通道宽度与应变主要影响电子分布。压缩应变阻碍电子富集，拉伸应变促进电子富集，应变对I-V曲线形状影响不大，主要增加电流值。欢迎老师提出宝贵意见！