【摘 要】
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1956年,英特人的创始人戈登·摩尔提出了摩尔定律（Moore’s law）,即集成电路上的晶体管密度每过18个月便会增加一倍。在随后的几十年中,摩尔定律支撑了整个集成电路行业的发展,成为半导体技术发展的标杆。然而,随着芯片中的特征尺寸步入纳米时代,短沟道效应和过大的寄生电阻等问题严重阻碍着摩尔定律的发展。为了使得摩尔定律得以延续,目前业界主要从使用高迁移率沟道材料和采用新型器件结构两方面来克服尺
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1956年,英特人的创始人戈登·摩尔提出了摩尔定律（Moore’s law）,即集成电路上的晶体管密度每过18个月便会增加一倍。在随后的几十年中,摩尔定律支撑了整个集成电路行业的发展,成为半导体技术发展的标杆。然而,随着芯片中的特征尺寸步入纳米时代,短沟道效应和过大的寄生电阻等问题严重阻碍着摩尔定律的发展。为了使得摩尔定律得以延续,目前业界主要从使用高迁移率沟道材料和采用新型器件结构两方面来克服尺寸微缩的瓶颈。在寻求高迁移率沟道材料方面,由于锗材料极高的空穴迁移率和较高的电子迁移率,锗一直被认为极具潜力取代硅材料成为晶体管的新型沟道材料;在寻求新型器件结构方面,超薄的绝缘层上半导体材料器件能够有效地抑制短沟道效应,已经在高性能的处理器中取得了广泛应用。结合了高迁移率沟道材料和绝缘层上沟道结构的优势,超薄绝缘层上锗场效应晶体管（Ge-OI MOSFET）不仅能够极大地提高晶体管性能,也能极大程度上抑制短沟道效应。但是,不同于绝缘层上硅场效应晶体管（SOIMOSFET）,在Ge-OI MOSFET中,随着Ge层厚度的减小,晶体管的性能会发生严重的退化,其表现之一就是Ge-OI晶体管的迁移率被限制。在本文中,首先制备得到了具有不同厚度的Ge-OI pMOSFETs和nMOSFETs;在不同的温度下测试得到Ge-OI pMOSFETs和nMOSFETs的霍尔迁移率特性,并通过施加不同的背栅电压来控制Ge-OI沟道中的耗尽层载流子密度（Ndepl）,结果表明在Ge-OI pMOSFETs和nMOSFETs中,空穴和电子也分别遵循着统一的迁移率关系;接下来,利用数值方法提取分离得到了 Ge-OI MOSFETs沟道中多种散射机理所对应迁移率与Eeff或Ns的关系,并定量地评估了各种散射机理对于载流子迁移率特性的影响;最后,通过将测试得到的霍尔迁移率与计算所得理论迁移率进行对比,证实了该方法能够有效地描述超薄Ge-OI p型和n型MOSFETs中的迁移率特性和载流子输运特性。
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