应变Si应变SiGe空穴迁移率研究的综述报告.docx

应变Si应变SiGe空穴迁移率研究的综述报告
本文将对应变Si和应变SiGe材料中空穴的迁移率研究进行综述介绍。首先介绍应变Si和SiGe材料的基本情况，然后讨论空穴迁移率的影响因素和相关研究，最后总结现状并展望未来发展方向。
应变Si和SiGe材料的基本情况
应变Si指通过在晶片上施加高度控制的机械应力来改变硅晶体的结构和属性的过程，它通常采用厚度为几微米的硅层覆盖在基底上的方法实现。在此过程中，硅晶体会因为机械应力而产生变形，改变原来的晶格参数及禁带宽度，从而影响到晶体的电学性质。SiGe混合材料是指在晶片上生长一层掺有锗的硅，在晶体结构上，锗原子与硅原子大小相同，故可以代替硅原子占据晶格位置，从而改变硅晶体的结构和性质，提高性能。
空穴迁移率的影响因素和相关研究
空穴迁移率影响因素主要有掺杂浓度、应变、温度等，其中应变效应是影响空穴迁移率和载流子运动的重要因素。
应变对空穴迁移率的影响主要体现在两个方面：一是通过改变硅晶体晶格大小和形态，增加晶格畸变的程度，进而影响空穴轨道的形状和大小，提高空穴迁移率；二是在SiGe混合材料中，锗原子更容易接受空穴而不会像硅晶体一样斥离空穴，因此空穴迁移率大大增加。
研究表明，当硅晶体受到经典的压应变时，空穴迁移率反比于压应变的大小，也就是说，压应变越大，空穴迁移率越小。这种现象在高电场下更为明显，当高电场加剧时，空穴的散射和湮灭会增加，从而导致空穴迁移率降低。然而，在压应变大于一定值时，模量和弹性系数开始发生变化，会导致弹性变形变形能的降低，进而导致空穴迁移率的增加。此外，研究发现，掺杂浓度和温度都会对空穴迁移率有一定影响。
现状和未来发展方向
目前，研究人员已经通过利用科技手段和方法实现了对应变Si和SiGe材料中空穴迁移率的研究。随着半导体器件的不断更新换代和应用领域不断扩大，空穴迁移率的研究仍然是一个重要的学科领域。
未来的研究方向包括：一是研究应变Si和SiGe材料中空穴的物理机制，为日后的半导体器件研发提供理论基础；二是通过改变材料的晶格和载流子的输运性质，提高空穴迁移率和载流子迁移率；三是寻找新型的Si材料和制备方法，以提高材料的性能和稳定性。
综上所述，应变Si和SiGe材料中空穴迁移率的研究是当前半导体器件领域的一个重要前沿领域。人们已经通过实验和理论研究探究了空穴迁移率的影响因素和机理，未来发展方向将着重于提高空穴迁移率的方法和技术，以满足不断升级的晶体管和集成电路的需求。