Strained-SOI MOS器件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、Strained-SOI MOSFET是最近幾年才出現(xiàn)的新型器件，它將SOI材料和SiGe材料結(jié)合在一起，與傳統(tǒng)體硅器件相比，表現(xiàn)出載流子遷移率高、電流驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、跨導(dǎo)大、寄生效應(yīng)小等優(yōu)勢，特別適用于高性能、高速度、低功耗超大規(guī)模集成電路。但迄今為止，Strained-SOI MOSFET器件的研究還不完善。本論文圍繞這一微電子領(lǐng)域發(fā)展的前沿課題，在深入分析應(yīng)變硅和SOI物理機(jī)理的基礎(chǔ)上，對器件的物理模型、器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝實(shí)驗(yàn)等問題作

2、了研究，主要包括以下幾部分：
　　首先，從器件的物理機(jī)制出發(fā)，建立主要針對薄膜全耗盡型器件的閾值電壓、輸出電流和跨導(dǎo)模型。根據(jù)所建立的模型，針對硅膜厚度、Ge組分、摻雜濃度和埋氧層厚度等參量對薄膜全耗盡型 Strained-SOI MOSFET器件性能的影響進(jìn)行詳細(xì)討論，為器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。
　　其次，根據(jù)器件參量對閾值電壓和輸出特性的影響，以提高器件的跨導(dǎo)和電流驅(qū)動(dòng)能力為目的設(shè)計(jì)了Strained-SOI MOS

3、FET器件結(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析柵極類型和柵氧化層厚度、應(yīng)變硅層厚度、Ge組分、埋氧層深度和厚度以及摻雜濃度的取值，對器件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。然后用二維模擬軟件Medici模擬，得到器件的閾值電壓約為-0.1v，泄漏電流很小。器件的輸出特性與普通硅SOI MOSFET器件相比，有效遷移率和跨導(dǎo)都有顯著提高，提高量最大分別達(dá)74％和50%，輸出電流也明顯提高，設(shè)計(jì)的器件性能符合預(yù)期要求。
　　再次，比較了各種工藝方法后，選取低溫硅外延技術(shù)進(jìn)行外延