槽柵倒摻雜MOSFET的研究.pdf

1、微納米特征尺寸的IC 技術是當前和未來主流的VLSi生產(chǎn)技術。進入納米尺
　　 度后，隨著MOSFET 器件尺寸的持續(xù)縮小，在長溝道MOSFET 器件中原本不重要
　　 的參數(shù)在小尺寸器件中變得顯著，并嚴重影響著器件的性能。于是人們開始研究
　　 如何在MOS 器件尺寸縮小的同時，仍然繼續(xù)保持長溝道器件的良好特性。為了
　　 減小小尺寸MOS 器件的短溝道效應，采取了改進器件的結構、改變溝道摻雜以

2、　　 及減小柵氧化層厚度等措施。但是由于MOS 器件的寄生電阻不能隨著器件特征
　　 尺寸的縮小而縮小，增大了寄生電阻在總電阻中所占的比例，對小尺寸器件的輸
　　 出特性和頻率特性造成了嚴重的影響。
　　 本文首先介紹了MOSFET 器件特征尺寸按比例縮小的趨勢，以及面臨的物理
　　 極限、工藝技術以及經(jīng)濟因素的挑戰(zhàn)，介紹了目前通過對器件結構、材料和工藝
　　 等的改進來實現(xiàn)MOSFET 尺寸縮

3、小的方法。
　　 在此基礎上提出了槽柵倒摻雜MOSFET 器件模型，并對其結構進行了分析，
　　 以N 型槽柵倒摻雜MOSFET為例，并與常規(guī)MOSFET 進行了比較，通過改變
　　 槽柵凹槽拐角的角度大小、溝道長度以及溝道摻雜等各項參數(shù)來驗證該結構對于
　　 深亞微米和超深亞微米MOS 器件可靠性的提高和短溝道效應的抑制有明顯的效
　　 果，且在工藝上比SOI等簡單，沒有復雜的附加工藝步驟和設備

4、，能從根本上
　　 較好地解決平面MOS 結構的弊端。但同時也有一些不足，如漏極驅(qū)動能力降低
　　 以及寄生電容增大的問題。
　　 然后進一步分析了倒摻雜阱的雜質(zhì)分布方式?；赑osSion 方程，分別建立
　　 了超陡峭突變型溝道倒摻雜和線性變摻雜的溝道倒摻雜模型，得出了在這兩種情
　　 況下器件表面電勢以及漏極電流的表達式，研究了垂直于溝道方向上倒摻雜的陡
　　 峭程度對漏極電流、飽和

5、驅(qū)動電流以及表面電勢的影響。說明倒摻雜的雜質(zhì)分布
　　 方式對于減小小尺寸器件的短溝道效應具有顯著的效果。
　　 MOS 器件的寄生電阻不能隨著器件尺寸的縮小而縮小，因而寄生電阻對于
　　 小尺寸MOS 器件性能的影響不容忽視。為了更加準確地分析槽柵倒摻雜
　　 MOSFET的性能，我們對其源漏極寄生電阻進行了研究，分析槽柵倒摻雜
　　 MOSFET的各項參數(shù)對于寄生電阻的影響，從而更好地指導器件