Физические основы кремниевой наноэлектроники: учебное пособие для студентов высших учебных заведений

Amazon.com Review \*\*Product Description\*\* The life Kamila Sidiqi had known changed overnight when the Taliban seized control of the city of Kabul. After receiving a teaching degree during the civil war—a rare achievement for any Afghan woman—Kamila was subsequently banned from school and confined to her home. When her father and brother were forced to flee the city, Kamila became the sole breadwinner for her five siblings. Armed only with grit and determination, she picked up a needle and thread and created a thriving business of her own. \*The Dressmaker of Khair Khana\* tells the incredible true story of this unlikely entrepreneur who mobilized her community under the Taliban. Former ABC News reporter Gayle Tzemach Lemmon spent years on the ground reporting Kamila's story, and the result is an unusually intimate and unsanitized look at the daily lives of women in Afghanistan. These women are not victims; they are the glue that holds families together; they are the backbone and the heart of their nation. Afghanistan's future remains uncertain as debates over withdrawal timelines dominate the news. \*The Dressmaker of Khair Khana\* moves beyond the headlines to transport you to an Afghanistan you have never seen before. This is a story of war, but it is also a story of sisterhood and resilience in the face of despair. Kamila Sidiqi's journey will inspire you, but it will also change the way you think about one of the most important political and humanitarian issues of our time. \* \* \* \*\* Amazon Exclusive: Greg Mortenson Interviews Gayle Tzemach Lemmon \*\* \*\* Since a 1993 climb of Pakistan's K2, Greg Mortenson has worked in rural Afghanistan and Pakistan to promote education and literacy--establishing 145 schools, primarily for girls, which provide education to over 64,000 students, including 52,000 females. He is a co-author of \*The New York Times\* bestsellers \*Three Cups of Tea\* and \*Stones Into Schools\*\*\*. \* \* \* \*\*Greg Mortenson:\*\* In \*The Dressmaker of Khair Khana\*, Kamila and her sisters sew a collection of wedding dresses overnight for a wedding party they later find out is connected to the Taliban. How did writing this book affect your view of the Taliban period? \*\* Gayle Tzemach Lemmon:\*\* That scene in the book captures precisely the extraordinary complexity of the period. Reporting on the Taliban period I quickly learned there were many different views of what those years were like, depending on who you were, what you did, and where you lived. A lot of women I knew, including, of course, Kamila, told me stories about local Talibs who knew of their work and even helped them to keep it going. And they said that many of the Taliban in their neighborhood were men they had known for years who simply needed to support their families. What I kept coming back to—and what moved me deeply during so many conversations with young women , some of them tearful—was the raw loss they felt at having been deprived of five and a half years of education. And yet even amid all that despair they found ways to come together to build a community for the sake of their families. We are so used to seeing women as victims of war to be pitied rather than survivors of war to be respected. I really hope \*The Dressmaker of Khair Khana\* does its small part to change that. \*\* Mortenson:\*\* How has your work at Harvard Business School informed your view of Afghanistan’s predicament? \*\* Lemmon:\*\* My experience at HBS has made me even more keenly aware of the constellation of obstacles facing entrepreneurs in some of the toughest parts of the world. That’s perhaps why I am so taken by stories of entrepreneurs like Kamila who succeed every day despite all the obstacles (and sometimes even because of them). Economic growth strengthens families and communities. More attention must be paid by Afghanistan’s leaders and the international community to the importance of making business easier for entrepreneurs, so they can spend time making money to support their families and less time fighting red tape, corruption and security obstacles. \*\* Mortenson:\*\* In many ways, \*The Dressmaker of Khair Khana\* reads like a novel, and yet it is all true. How much energy did you focus on the craft of storytelling vs. the reporting itself? \*\* Lemmon:\*\* I believe in the power of stories to shape and change our world. The Dressmaker happens to be set in Afghanistan during the Taliban, but it could just as easily have been the US during the Civil War or the UK during World War II. Storytelling allows us to see just how similar our struggles really are. My hope was that my godmother and my aunt, who will never go to Afghanistan, could pick up this book and see themselves in this universal story of family and faith. For me, the reporting is where the joy is—it’s a privilege to be allowed to take a step into people’s lives and to be entrusted with telling their story. In this case the reporting was much more physically difficult than the storytelling—the fall of 2008 in particular was a time during which kidnappings and bombings became regular occurrences in Kabul; both Afghans and foreigners I visited with constantly swapped stories of terrifying incidents which involved their friends and relatives. I knew a lot of people who were affected by the violence, and all the insecurity made it much harder to convince young women to speak with me about their experiences. \*\* Mortenson:\*\* You’ve spent a lot of time on the ground in Afghanistan. What is it like to travel there as a young woman? \*\*Lemmon:\*\* I love going to Afghanistan, though the trip from California is nearly 40 hours. It is a beautiful country with incredibly generous people who will give you anything they have even if it is all they have. (And I highly recommend the food!) Being a young woman actually made my work easier. I could meet women of all ages and spend time with them at their homes hearing their stories and sharing my own. This is a world many foreign men will never have access to, for cultural reasons. I also could meet Afghan men because, as a foreign woman, you sort of fit a third category—not male, but not exactly female, either. I worked hard to build trust with those women and men who entrusted me with their stories—I tried to learn Dari and to draw as little attention to my ‘foreign-ness’ as possible: I often was the frumpiest woman I saw all day in my uniform of black pants, black socks, black shoes, black t-shirt, and a dark jacket and head scarf. I think those I wrote about respected the fact that I kept coming back to Afghanistan. \*\* Mortenson:\*\* You've worked and studied in conflict and post-conflict regions such as Rwanda, Bosnia and Afghanistan. Women are rarely involved in the high level decision making that affects conflict negotiations or even consulted about their own creative ideas for resolution. How can we help and empower women to play a much larger role in resolving conflicts? \*\* Lemmon:\*\* This is a question I think about all the time. We are used to women pulling families through war, but having no say in the peace which follows. This must change for the world to be a safer, more stable place. A great example has been set by the women of Liberia, who insisted their voices be heeded when it came time for UN negotiations to end their nation’s civil war. (There is a great film about their push to be heard called “Pray the Devil Back to Hell.”) Afghan women, too, are speaking up to make sure that no peace negotiations happen without their real and substantive representation. Each one of us can help advance their cause and this effort by insisting that our own elected officials don’t take part in any talks in which women don’t take part. Holding our own leaders accountable is a great place to start. From Publishers Weekly In 2005, Lemmon went to Afghanistan on assignment for the Financial Times to write about women entrepreneurs. When she met a dressmaker named Kamila Sediqi, Lemmon (once a producer for This Week with George Stephanopolos) knew she had her story. It's an exciting, engrossing one that reads like a novel, complete with moments of tension and triumph, plus well-researched detail on daily life in Kabul under Taliban rule. When that regime descended in 1996, it brought fear, violence, and restrictions: women must stay home, may not work, and must wear the chadri—a cloak, also known as a burqa, that covers the face and body—in public. After Sediqi's parents left the city to avoid being pressed into service, or worse, by the Taliban, it fell to her to support the family. Her story is at once familiar (she came up with an idea, procured clients, hired student workers, and learned as she went) and wholly different (she couldn't go anywhere without a male escort, had to use an assumed name with customers due to the threat of being found out and punished, and could fit in work on the sewing machine only when there was electricity). It's a fascinating story that touches on family, gender, business, and politics and offers inspiration through the resourceful, determined woman at its heart. (Mar.) (c) Copyright PWxyz, LLC. All rights reserved. Москва 2008......Page 1 ББК 32.85я7......Page 2 Full_book_02......Page 3 1.1. Предмет наноэлектроники......Page 5 1.2. Пространственные масштабы наноэлектроники......Page 6 1.3. Общая структура наноэлектронных приборов......Page 8 1.4. Энергии и потенциалы......Page 9 1.5. Что такое электрохимический потенциал?......Page 11 1.6. Элементарная кинетика......Page 14 1.7. Диффузионно-дрейфовый ток......Page 16 1.8. Уравнение Больцмана......Page 17 1.10. Уравнение баланса импульсов и диффузионно-дрейфовое приближение......Page 19 1.11. Электрон как волна и длина когерентности......Page 21 1.12. Математическое описание волн......Page 23 1.13. Уравнение Шредингера и волновая функция......Page 24 1.14. Стационарное уравнение Шредингера......Page 25 1.15. Электрон в бесконечно глубокой яме......Page 27 1.16. Плотность дискретного и непрерывного спектра двумерной системы......Page 30 1.17. Энергетическая плотность состояний......Page 31 1.18. Подбарьерное туннелирование......Page 34 2.1. Цифровая техника и логические вентили......Page 36 2.2. Интегральные схемы и планарная технология......Page 37 2.3. МОП транзистор и КМОП технология......Page 39 2.4. Закон Мура......Page 42 2.5. Технологическая (проектная) норма......Page 43 2.6. Тактовая частота......Page 45 2.7. Основные проблемы миниатюризации......Page 46 2.8. Анализ проблемы тепловыделения......Page 47 2.9. Проблема отвода тепла......Page 50 2.10. Проблема диссипации тепла и обратимости вычисления......Page 51 2.11. Адиабатическая логика......Page 53 2.12. Оценка максимального быстродействия......Page 54 2.13. Проблемы при миниатюризации межсоединений......Page 55 2.14. Принципы скейлинга......Page 58 2.15. Компромиссы миниатюризации......Page 60 2.16. Ограничения скейлинга......Page 61 3.1. Контактная разность потенциалов в МОП структуре......Page 63 3.2. Электростатика плоских слоев заряда......Page 65 3.3. Электростатика МОП структуры с однородно - легированной подложкой......Page 67 3.4. Падение потенциалов в неоднородно-легированном полупроводнике......Page 70 3.5. Учет напряжения, приложенного к затвору......Page 71 3.6. Характерные затворные напряжения......Page 74 3.7. Пороговое напряжение......Page 75 3.8. Полный заряд в полупроводнике при заданном поверхностном потенциале......Page 77 3.9. Плотность электронов в канале как функция поверхностного потенциала......Page 79 3.10. Тепловая толщина инверсионного слоя (канала)......Page 80 3.11. Зависимость эффективного прижимающего поля от затворного напряжения в надпороговом режиме......Page 81 3.12. Контроль порогового напряжения за счет легирования подложки......Page 82 3.13. Регулирование порогового напряжения за счет работы выхода материала затвора......Page 83 3.14. Профили легирования......Page 84 3.15. Спадающий (HIGH-LOW) профиль......Page 85 3.16. Нарастающий профиль (LOW-HIGH, ретроградное легирование)......Page 86 3.17. Легирование дельта-слоем......Page 87 3.18. Заряженные ловушки на и вблизи границы раздела......Page 88 3.19. Емкость инверсионного слоя......Page 91 3.20. Полная емкость МОП структуры......Page 92 3.21. Учет влияния падения напряжения в затворе и инверсионном слое......Page 95 3.22. Температурная зависимость порогового напряжения......Page 96 4.1. Затворное напряжения как функция поверхностного потенциала в подпороговой области......Page 99 4.2. Плотность носителей в канале как функция затворного напряжения в форме интерполяции (BSIM3)......Page 100 4.3. Подпороговый размах напряжения (subthreshold swing)......Page 101 4.4. Статические подпороговые токи утечки......Page 103 4.5. Влияние обратного смещения на подложке......Page 104 4.7. Зависимость порогового напряжения от обратного смещения на подложке......Page 106 4.8. Важность эффекта подложки в реальных схемах......Page 108 4.9. Напряжение между стоком и истоком......Page 110 4.10. Приближение плавного канала......Page 111 4.11. Плотность электронов вдоль канала при VDS >0......Page 112 4.12. Простейшая модель ВАХ МОПТ......Page 113 4.13. Насыщение скорости носителей в канале......Page 116 Б. Насыщение дрейфовой скорости......Page 119 4.15. Формула для ВАХ МОП-транзистора с учетом насыщения дрейфовой скорости (BSIM3-4)......Page 120 4.16. Ток насыщения МОПТ......Page 121 А. Рассеяние на заряженных центрах......Page 124 5.2. Универсальная подвижность в надпороговом режиме......Page 125 5.3. Зависимость подвижности от прижимающего поля и температуры......Page 127 5.4. Повышение подвижности с использованием технологии напряженного кремния......Page 129 5.5. Зависимость подвижности эффекта поля от спектра поверхностных состояний......Page 131 5.6. Короткоканальные эффекты в МОП транзисторах и электростатическое качество......Page 133 5.7. Геометрические эффекты порогового напряжения......Page 134 5.8. Эффект спада порогового напряжения («roll-off») для коротких каналов......Page 135 5.9. Эффекты узкого канала и общая характеристика геометрических эффектов порога......Page 138 5.10. Индуцированное стоком понижение барьера (DIBL)......Page 140 5.11. Паразитные токовые эффекты короткого канала......Page 141 5.12. Оптимизация структуры истоков и стоков......Page 143 5.13. Моделирование выходного сопротивления МОПТ......Page 144 5.14. Эффект модуляции длины канала......Page 146 5.15. Паразитные сопротивления стока и истока......Page 147 5.16. Паразитные емкости стока и истока......Page 150 6.1. Квазидвумерная модель распределения сильных электрических полей в районе стока......Page 152 6.2. Моделирование максимальных электрических полей в канале МОПТ......Page 154 6.3. Горячие носители......Page 155 6.4. Методы борьбы с горячими носителями......Page 156 6.5. Разогрев носителей и «удачливые» (lucky) электроны......Page 158 6.6. Моделирование ударной ионизации в канале......Page 159 6.7. Влияние тока подложки на работу МОПТ......Page 162 6.8. Влияние горячих носителей на срок службы МОПТ......Page 164 6.9. Методика прогнозирования срока службы транзистора по отношению к воздействию горячих носителей......Page 166 7.2. Электрохимический потенциал в канале МОПТ......Page 169 7.3. Полная плотность тока в канале МОПТ......Page 172 7.4. Отношение диффузионной и дрейфовой компонент тока как управляющий параметр......Page 173 7.6. Интегральное граничное условие......Page 175 7.7. Распределение электрического и химического потенциалов вдоль канала......Page 177 7.8. Общее выражение для тока в диффузионно-дрейфовой модели......Page 178 B. Режим насыщения......Page 179 7.10. Подпороговый режим......Page 182 7.11. Время пролета электрона через длину канала......Page 185 7.12. Транспортное уравнение Больцмана в канале......Page 187 8.1. Мотивация КНИ......Page 189 8.1. Преимущества КНИ МОПТ......Page 191 8.2. Различные конфигурации КНИ МОПТ......Page 192 8.3. Частично обедненные КНИ МОПТ......Page 194 8.4. Кинк-эффект в частично обедненных КНИ МОПТ......Page 196 8.5. Паразитный биполярный эффект......Page 198 8.6. Полностью обедненные КНИ МОПТ......Page 199 8.8. Влияние обратного напряжения на подложке на пороговое напряжение......Page 201 8.9. Ультратонкие КНИ МОПТ......Page 202 8.10. Сравнение полностью и частично обедненных КНИ МОПТ......Page 204 8.11. Технологии многозатворных МОПТ......Page 206 9.1. Электростатика полностью обедненного КНИ МОПТ......Page 209 9.2. Пороговое напряжение полностью обедненного КНИ МОПТ......Page 211 9.3. Включение с нижним затвором......Page 212 9.4. Влияние смещения на подложке на пороговое напряжение основного канала......Page 214 9.5. Вырожденный канал......Page 215 9.6. Уравнение непрерывности для плотности тока в канале......Page 217 9.7. Решение уравнения непрерывности в канале......Page 218 9.8. Распределение плотности электронов вдоль канала......Page 219 Б. Глобальный подход......Page 221 9.10. Надпороговый режим работы ПО КНИ транзистора......Page 222 9.11. Моделирование подпороговой характеристики ПО КНИ МОПТ......Page 223 10.1. Токи утечки как ограничитель развития технологии......Page 226 10.2. Классификация токов утечки в современных МОПТ......Page 228 10.3. Прямое туннелирование через подзатворный окисел......Page 230 10.4. Механизм Фаулера-Нордгейма......Page 232 10.5. Токи утечки через pn-переход стока......Page 234 10.6. Токи утечки стока, индуцированные затвором (GIDL)......Page 235 10.7. Использование «high-K» диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью......Page 237 10.8. Проблемы использования high-K диэлектриков......Page 238 10.9. Временной диэлектрический пробой подзатворного окисла (TDDB)......Page 241 Б. Модель электрического поля («Е-модель»)......Page 243 10.11. Подпороговые токи утечки......Page 244 10.12. Разброс пороговых напряжений транзисторов на одном чипе......Page 246 10.13. Статистическое распределение подпороговых токов за счет разброса пороговых напряжений......Page 248 11.1. Диффузный и баллистический перенос носителей в полупроводниках......Page 251 11.2. ВАХ баллистического транзистора......Page 252 11.3. Транспорт носителей в узких каналах и квантование проводимости......Page 256 11.4. Квантовый точечный контакт......Page 259 11.5. Две формулы для сопротивления......Page 260 11.6. Роль контактов......Page 262 11.7. Последовательные сопротивления и их аддитивность......Page 266 Список литературы......Page 269 ПРИЛОЖЕНИЯ......Page 279 КРЕМНИЕВОЙ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ......Page 287