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应变硅CMOS器件的自热效应与热载流子效应的任务书
任务书
题目：应变硅CMOS器件的自热效应与热载流子效应研究
背景：
CMOS(Complementarymetal-oxide-semiconductor)器件是现代集成电路中最常用的器件结构之一。在nano-scale制造工艺中，为了获得更好的性能与良好的控制，引入了应变硅（strainedsilicon）技术。应变硅把化学组成和晶格结构进行改变以形成一层微小的“压缩应变”或“拉伸应变”，对硅的特性展现出了显著的影响，从而促进了CMOS器件新一代制造技术的发展。
与传统CMOS相比，应变硅CMOS具有许多优点，包括更高的迁移率（Mobility）和热导率（ThermalConductivity），更低的电阻率（Resistivity）以及更快的开关速度（Switchingspeed）等。但随着器件尺寸不断缩小，应变硅CMOS器件面临着越来越严峻的热管理问题。在高负载、高温度、高功率的工况下，会产生较大的发热量，并且可以导致许多电子的热激发（Thermalexcitation）。因此，应变硅CMOS器件需要更好的散热设计和热管理算法，同时需要深入理解其内部的热学特性。
目的和内容：
本研究的目的是探索应变硅CMOS器件的自热效应与热载流子效应，并建立完整的理论模型。具体的内容包括以下方面：
1.文献回顾：对应变硅CMOS器件的研究现状进行调研和分析，并对自热效应和热载流子效应的研究现状进行梳理；
2.自热效应分析：基于电场和热流的复合模型，对应变硅CMOS器件内部的自热效应进行分析；
3.热载流子效应分析：基于位移电流（Thermal-InducedCurrent，TIC）和电子热束（ElectronHeatingBeam，EHB）的理论模型，探索应变硅CMOS器件的内部热载流子效应；
4.模型验证：通过实验验证和模拟仿真来验证所建立的模型的准确性和可靠性；
5.故障诊断和热管理：通过所建立的模型，对应变硅CMOS器件的故障诊断和热管理进行探讨，提供相应的建议；
6.结论和展望：总结所得到的研究成果，提出未来的研究方向和发展趋势。
时间安排：
本研究计划为期6个月，安排如下：
第1-2个月：文献调研和理论分析；
第3-4个月：模型建立和实验验证；
第5个月：故障诊断和热管理研究；
第6个月：论文撰写和发表。
预计成果：
本研究的预期成果包括：
1.建立应变硅CMOS器件的自热效应和热载流子效应的理论模型；
2.验证模型的准确性和可靠性；
3.提供故障诊断和热管理的指导；
4.发表一篇高水平的研究论文，提交至IEEETransactionsonElectronDevices等权威期刊。
参考文献：
1.X.Wu,etal.,“Strained-SiliconTechnologyforAdvancedCMOS,”ProceedingsoftheIEEE,vol.87,no.4,pp.521-535,1999.
2.S.H.Jang,etal.,“ThermalManagementofHigh-OverloadTSVArrayin3-DICsUsingNanofluidicCooling,”IEEETransactionsonVeryLargeScaleIntegration(VLSI)Systems,vol.22,no.4,pp.954-962,2014.
3.L.Wang,etal.,“StudyonUpdatedDesignMethodwithCurvedFin-ShapedField-EffectTransistors,”IEEETransactionsonElectronDevices,vol.60,no.8,pp.2688-2695,2013.
4.Z.Zhang,etal.,“ModelingandAnalysisofIntegratedVoltageRegulatorSwitchingNoiseInducedbyCrystallineDefectsinMultilayeredPackages,”IEEETransactionsonElectromagneticCompatibility,vol.51,no.3,pp.728-737,2009.