Die Entwicklung hochintegrierter mikroelektronischer Schaltungen erfordert das Verständnis der mikroskopischen Vorgänge bei der Injektion von Elektronen von Silizium in Siliziumdioxid. Diese Arbeit untersucht den Ladungstransport in Siliziumdioxid und die Transmissionsraten am Übergang der Grenzschicht des MOS-Kanals zum Isolator. Eine Erweiterung dieser Transmissionsraten, um isotrope Mehrbandstrukturen bei der Simulation von Injektionsexperimenten konsistent zu berücksichtigen, wird vorgestellt und anhand von zwei MOS-Strukturen zur Berechnung der quantitativen Größe der Injektion von Elektronen angewandt.
Ausgehend von bestehenden Modellen für den Elektronentransport in Siliziumdioxid wird in dieser Arbeit eine Erweiterung auf nichtparabolische Bandstrukturen und isotrope, analytische Mehrbandmodelle vorgestellt, die aus numerischen Bandstrukturberechnungen extrahiert worden sind. Bei hohen Feldstärken wird festgestellt, daß nichtpolare akustische Phononenstreuung eine Stabilisierung der energieabhängigen Verteilungsfunktion bewirkt. Für die numerisch berechnete Driftgeschwindigkeit und Elektronenbeweglichkeit unter Einfluß niedriger und mittlerer elektrischer Feldstärken werden analytische Interpolationsformeln angegeben.
Zur Berechnung der Transmissionsrate von Elektronen an der Grenzfläche von Silizium und Siliziumdioxid wird die sogenannte Fowler-Nordheim-Näherung modifiziert, sodaß die vollständige quantenmechanische Natur der Elektronen berücksichtigt wird. Im Bereich des Oxids wird ein linear abfallendes elektrisches Potential mit endlicher räumlicher Ausdehnung verwendet. Diese Transmissionsraten werden für den Fall einer Injektion von Elektronen in Siliziumdioxid erweitert, indem ein Modell für die Übertrittswahrscheinlichkeit von Silizium in Siliziumdioxid vorgstellt wird. Die Abhängigkeit von den wichtigsten Parametern, also der Oxiddicke, der effektiven Elektronenmasse und des elektrisches Feldes wird untersucht und mit dem bestehenden Modell der Fowler-Nordheim-Näherung verglichen.
Anwendung einer Monte-Carlo-Simulation zur Ermittlung der Hochenergieverteilung der Elektronen und der Übergangswahrscheinlichkeit an der Grenzfläche zur isolierenden Oxidschicht ergeben für Elektronen gute Übereinstimmung mit den Meßergebnissen eines homogenen, stationären Injektionsexperiments, wobei das Verhältnis von Gate- zu Bulk-Strom ermittelt wird. Verglichen mit der Fowler-Nordheim-Näherung ergibt sich eine Reduktion der Injektionsrate, sowohl wenn nur direktes, quantenmechanisches Tunneln bei endlichen Ausdehnung des Oxids berücksichtigt wird, als auch wenn sogenannte thermionische Emission herangezogen wird, also Injektion in Siliziumdioxid und nachfolgender Oxidtransport der injizierten Elektronen.
Zur Berechnung des Gate-Stromes eines MOS-Transistors mit 
Gate-Länge
wird bei den Transmissionsraten das variierende elektrische Feld an der
Si/SiO
-Grenzfläche berücksichtigt. Die Ergebnisse einer
zweidimensionalen Monte-Carlo-Simulation werden vorgestellt.
Abschließend wird noch der Einfluß verschiedener Grenzflächeneffekte, die
während der Herstellung die Qualität einer deponierten Oxidschicht
beeinträchtigen, diskutiert.