GeOI MOSFET器件模型及表面預(yù)處理技術(shù)研究.pdf

1、為了克服Si基MOSFET的物理極限，滿足下一代CMOS集成電路低功耗，高性能的要求，絕緣層上硅(SOI)結(jié)構(gòu)MOSFET被認(rèn)為是未來(lái)具有較大潛力的MOS器件。高k柵介質(zhì)的應(yīng)用也使得高遷移率的Ge取代Si作為MOSFET的溝道材料成為現(xiàn)實(shí)。因此既具有SOI結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，又滿足高遷移率的絕緣層上鍺(GeOI) MOSFET引起了廣泛的興趣。然而，高k柵介質(zhì)與Ge溝道之間易形成不穩(wěn)定的GeOx氧化物，引起GeOI MOSFET的性能退化。因此本

2、文主要圍繞Ge/高k柵介質(zhì)的界面特性展開(kāi)研究，探討了LaAlON和LaSiON兩種高k柵介質(zhì)與Ge接觸的界面特性以及以HfON為高k柵介質(zhì)時(shí)，采用YON鈍化層對(duì)界面特性的影響。兩組實(shí)驗(yàn)均探討了等離子體表面處理對(duì)界面特性的影響。理論方面，研究了GeOI MOSFET閾值電壓和亞閾斜率模型以及量子效應(yīng)對(duì)電特性的影響。
　　理論方面開(kāi)展的工作有：
　　(1)通過(guò)對(duì)溝道區(qū)的二維泊松方程的求解，并且考慮柵電極與源漏區(qū)表面產(chǎn)生的所有邊緣

3、電容對(duì)溝道電勢(shì)的影響建立了閾值電壓和亞閾斜率模型。基于此模型，研究了邊緣電容對(duì)閾值電壓和亞閾斜率的影響；
　　(2)采用密度梯度模型研究了量子效應(yīng)對(duì)亞閾斜率，漏致勢(shì)壘降低(DIBL)效應(yīng)，閾值電壓和通斷態(tài)電流的影響。仿真結(jié)果表明，量子效應(yīng)對(duì)前柵電學(xué)控制能力產(chǎn)生影響，使DIBL效應(yīng)增強(qiáng)，閾值電壓增大，通斷態(tài)電流減小。
　　實(shí)驗(yàn)方面開(kāi)展的工作有：
　　(1)研究不同的高k柵介質(zhì)LaAlON和LaSiON以及在濺射高k柵介質(zhì)