تعيين چگالي بارهاي سطحي ميان – گاه

در ساختارهاي Si/SiGe/Si که بوسيله روش رونشاني پرتو مولکولي رشد مي­يابند به دليل ناپيوستگي نوار ظرفيت يک چاه کوانتومي در نوار ظرفيت و در لايه SiGe شکل مي­گيرد اگر لايه­هاي مجاور با ناخالصي­هاي نوع p آلاييده شده باشند حفره­های لايه آلاييده به داخل چاه کوانتومي مي­روند و تشکيل گاز حفره­اي دوبعدي در ميانگاه نزديک لايه آلاييده مي­دهند اينگونه ساختارها را ساختار دورآلاييده مي نامند .به دليل جدايي فضايي بين حاملهاي آزاد دوبعدي و ناخالصي­هاي يونيده در ساختارهاي دورآلاييده برهمکنش کولني کاهش يافته و درنتيجه پراکندگي ناشي از ناخالصي­هاي يونيده کاهش و به تبع آن تحرک­پذيري حاملهاي آزاد دوبعدي افزايش مي­يابد .چگالي سطحي گاز حفره­اي دوبعدي به پارامترهاي ساختار مثلاً ضخامت لايه جداگر ، چگالي سطحي بارهاي لايه پوششي ، ضخامت لايه پوششي ، و غيره وابسته است. علاوه بر اين در ساختارهاي دورآلاييده دريچه­دار با تغيير ولتاِژ دريچه چگالي سطحي گاز حفره­اي قابل کنترل مي­باشد . اين ساختارها در ساخت ترانزيستورهاي اثر ميداني مورد استفاده قرار مي­گيرند .

در اين پايان نامه ابتدا به تشريح ساختار دورآلاييده Si/SiGe/Siمي­پردازيم و سپس مدلي نظري که بتواند ويژگيهاي الکتريکي گاز حفره­اي دوبعدي درون چاه کوانتومي ساختارp-Si/SiGe/Si و همچنین ميزان انتقال بار آزاد به درون چاه و بستگي آن به پارامترهاي ساختار را توجيه کند ارائه می دهیم . در ساختار دورآلاييده معکوس p-Si/SiGe/Si دريچه­دار با دريچه Al/Ti/Si از اين مدل نظري استفاده مي­کنيم و با برازش نتایج تجربی تغییرات چگالی سطحی گاز حفره­ای بر حسب ولتاژ دریچه توانسته­ایم چگالی سطحی بارهای میانگاه Ti/Si در این ساختارها را در محدوده (m^-2) 10¹⁵ × 78/1 تا (m^-2) 10¹⁵ × 63/4 ارزیابی کنیم .