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Abstract

Die Ladungsträger des 2-dimensionalen Elektronengases einer Halbleitergrenzfläche unterliegen einer zusätzlichen Streuung an polaren Grenzflächenphononen. Das Energiespektrum dieser Phononen und die Raten für die Streuung an ihnen werden in der vorliegenden Arbeit auf einer einheitlichen Grundlage – der Selbstenergie des mit dem Gitter polar wechselwirkenden Elektronengases – berechnet. Für die Inversionsschicht eines MOS-FET erweist sich die Streuung an den polaren Grenzflächenphononen des SiO2[BOND]Si-Übergangs bei hinreichend hohen Ladungsträgerenergien bzw.-konzentrationen als effektiver Konkurrenzprozeß zu den bisher in der Literatur ausschließlich diskutierten Streuprozessen. Die Ergebnisse werden mit experimentellen Beweglichkeiten für den n-Kanal eines MOS-FET verglichen.

Scattering of Charge Carriers from Polar Interface Phonons in 2-Dimensional Electron Gas at Semiconductor Interfaces: Application to MOS-FET-Inversion Layers

Charge carriers of the 2-dimensional electron gas at semiconductor interfaces undergo an additional scattering from polar interface-phonons. In this paper the frequency spectrum of such phonons and the rates of scattering from them are calculated on a common base–the self energy of the electron gas with polar coupling to the lattice. For the inversion layer of a MOS-FET scattering from polar interface phonons of the SiO2[BOND]Si-junction turns out to be as efficient as scattering processes considered hitherto in literature if carrier energies or densities are sufficiently high. The results are compared with experimental data on n-channel mobilities of MOS-FETs.