【摘 要】
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漂移--扩散模型一直是器件物理分析中应用最广泛的输运模型,它对微米级电子器件的分析是很准确的.随着器件尺寸缩小到纳米量级,该模型不再能够反映出小尺寸器件中的量子效应,
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漂移--扩散模型一直是器件物理分析中应用最广泛的输运模型,它对微米级电子器件的分析是很准确的.随着器件尺寸缩小到纳米量级,该模型不再能够反映出小尺寸器件中的量子效应,而量子效应恰恰是现代纳米电子器件中不可回避和值得深入研究的问题.该论文研究密度梯度输运模型及其在纳米级电子器件模拟中的应用.首先,阐述了该模型的物理思想,并给出了严密的模型方程推导过程.其次,从器件模拟的角度阐述了模型方程的数学处理方法和该模型在应用中的实际问题.这里,我们独立编写了模拟器,将模型方程、器件结构、材料参数等完整地结合在一起给出了BJT、JFET、MOSFET等的二维模拟实例,并对模拟结果作了较为详细的分析.密度梯度模型对器件模拟的结果指出:对有源区尺寸为微米级的器件,如JFET和MOSFET,漂移--扩散模型和密度梯度模型的模拟结果分别为没有明显差异和有较小差异;而对于有源区为纳米级器件,如MOSFET,二者的结果有较大差异.这说明密度梯度模型能够用来表征反型层、栅氧化层以及源-漏区域量子隧道效应的影响.该论文的工作较为系统地阐明了密度梯度模型及其在纳米器件中的应用问题,丰富了电子器件的分析方法,对正在发展中的新型微纳电子器件,如SOIMOSFET、肖特基隧道二极管结构等的物理和电学性质表征均具有较大的应用价值.
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