摘要 半导体器件仿真是连接半导体物理、电路设计与系统应用之间的关键桥梁,推动了多学科交叉融合与协同创新,促进了现代科技发展.本文从半导体器件仿真的基本原理切入,介绍了我们在普适性晶体管结构(含不对称介质、非对称载流子分布及三层材料体系)下器件迁移率仿真的研究进展.基于无穷镜像法,严格推导得到普适晶体管结构中的库仑相互作用关系,以及电子关联函数与器件形状因子;构建了多参数(涵盖温度、沟道厚度、介电常数等)晶体管输运模型;系统分析了沟道厚度、栅控模式、介质特性及屏蔽环境效应等因素对二维半导体晶体管迁移率的影响规律;深入揭示了迁移率对库仑杂质、表面光学声子、晶格缺陷等关键散射机制的依赖特性,并估算了二维半导体器件在亚纳米先进节点的性能极限.面向普适性晶体管的迁移率物理模型为深度摩尔时代高精度器件性能仿真提供了重要理论支撑.

关键词 器件建模; 场效应晶体管; 散射机制; 载流子迁移率; device modeling; field-effect transistor; scattering mechanism; carrier mobility