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毕业设计 半导体载流子浓度问题 共24页，7599字
目 录
摘要…………………………………………………………………………………..I
Abstract…………………………………………………………………………….II
引言 1
第一章 基本理论 3
1.1 二维电子气的屏蔽库仑势 6
1.2 二维电子气的库仑散射 8
第二章 几种主要的散射机制 9
2.1 电离杂质散射 9
2.2 声学波形变势散射 10
2.3 声学波压电形变势散射 11
2.4 非极性光学波散射 11
2.5 极性光学波散射 12
2.6 谷间散射 12
2.7 表面粗糙散射 13
2.8 自散射 13
2.9 举例和讨论 13
总 结 13
致 谢 13
参考文献 13
附录 13
引言
二十一世纪是电子信息化的时代，而集成电路技术作为电子信息技术的基础，它的发展规模和科学技术水平已经成为一个国家综合实力的标志之一。集成电路自1958年诞生以来，一直以惊人的速度发展着。芯片上集成的晶体管数由几十个、几千个到现在的几千万个。经历了小规模集成（SSI）、中规模集成（MSI）、大规模集成（LSI）的发展阶段，现在已进入超大规模（VLSI）和特大规模的阶段，是一个SOC（System On Chip）的时代。目前,以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业,成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。1999年全球集成电路的销售额为1250亿美元,而以集成电路为核心的电子信息产业的世界贸易总额约占世界GNP的3%,现代经济发展的数据表明,每l~2元的集成电路产值,带动了10元左右电子工业产值的形成,进而带动了100元GDP的增长。目前,发达国家国民经济总产值增长部分的65%与集成电路相关；美国国防预算中的电子含量已占据了半壁江山(2001年为43.6%)。预计未来10年内,世界集成电路销售额将以年平均15%的速度增长,2010年将达到6000~8000亿美元。作为当今世界经济竞争的焦点,拥有自主版权的集成电路已日益成为经济发展的命脉、社会进步的基础、国际竞争的筹码和国家安全的保障。
集成电路的发展一直遵从两个定律，即“摩尔定律”。所谓摩尔定律是指芯片集成度每18个月增长一倍，价格不变，或者说器件尺寸每三年缩小K倍；而按比例缩小定律是而技术整体更新一代MOS器件的横向纵向尺寸（沟道长、宽度等横向尺寸和栅层厚度、结深等纵向尺寸）按一定比例K缩小，单位面积上的功耗可保持不变；这时器件所占的面积（因而成本）可随之缩小K2倍，器件性能可提高K3倍。所以器件越小，同样面积芯片可集成更多、更好的器件，还降低了器件相对成本。这是摩尔定律的物理基础，也正是这种物理特性，刺激了加速的技术创新。所以，随着集成电路技术的迅速发展，器件的尺寸也随之迅速缩小。
自20世纪60年代以来，随着集成电路得发展，半导体器件也以惊人的速度发展着。由微米到亚微米、深亚微米即将进入纳米时代。随着集成电路技术进入SOC时代，器件也进入了0.13~0.15微米的超深亚微米时代。20世纪80年代中期我国集成电路的加工水平为5微米，其后，经历了3、1、0.8、0.5、0.35微米的发展，目前达到了0.13微米的水平，而当前国际水平为0.09微米（90纳米）。以纳米IC设计技术为基础的SOC是国际超大规模集成电路发展的趋势和二十一世纪集成电路技术的主流。
器件的特征尺寸进入超深亚微米及纳米时代，小尺寸效应及量子化效应已相当显著，如对MOS器件而言，当沟道宽度减小到纳米时，有短沟道效应、窄沟道效应及其耦合引起的三维效应已不可忽略，此时利用经典方法对器件进行模拟已不能精确地分析器件的特性，器件设计面临新的困难。因此，蒙特卡罗方法就显得非常有效。而器件内部载流子浓度的分布对器件的电学性质，尤其是对小尺寸器件的电学性质有显著影响。因此，对纳米沟道器件的载流子浓度的提取是有其迫切性和重要意义的，可对器件的性能更好的评估。