论文部分内容阅读
随着半导体产业的发展,硅基MOS器件的尺寸缩小遇到了很多困难,制造工艺也遇到很多挑战,因此半导体必须向新材料和新器件的方向变化。Ⅲ-Ⅴ族半导体、高k介质金属栅和肖特基源漏等的引入使得器件特征尺寸有可能按摩尔定律继续缩小。本论文主要把Si MOSFET的电容电压特性计算推广到GaAs、InAs和InGaAs Ⅲ-Ⅴ族MOSFETs,并研究上述Ⅲ-Ⅴ族MOSFETs的电容电压和肖特基接触特性。论文第一章介绍了研究的背景和意义。第二章介绍了MOSFET中与本论文相关的基本特性,包括电容电压特性、量子效应和肖特基接触特性。第三章给出了求解Ⅲ-Ⅴ族MOSFET电容电压特性的基本方法、计算程序和结果,并与硅基MOSFET的计算结果做了比较。第四章介绍了制备GaAs MOS电容的工艺流程和电容电压特性的测量结果,提出了改善GaAs半导体表面品质的方法,并给出了GaAs肖特基接触特性的制备工艺和特性测量结果。论文的主要结果有：(1)我们发现,在GaAs等Ⅲ-Ⅴ族MOSFET中,由于电子有效质量较轻,量子效应比硅基MOSFET更加明显,因此它们的反型层电容比硅器件小很多。(2)我们利用高k介质LaAl03制作了EOT=3inm、有较好表面特性的砷化镓MOS电容；发现0.5nm氧化层能够有效改善GaAs半导体的表面品质,在(Vfb—1.0)V时漏电流为7.5×10-3-cm2。(3)我们制作了Yb/p-GaAs肖特基接触,该肖特基接触的空穴势垒高度为0.82eV,正反向电流比达到106,拥有制作GaAs肖特基漏源的良好特性。论文的结果为深入了解Ⅲ-Ⅴ族MOSFET的特性,促进器件的应用提供了新的基础。