InGaAs-Al2O3 FinFET的電化學(xué)特性測量與參數(shù)提取.pdf

1、隨著微電子技術(shù)在摩爾定律的不斷推動下，器件尺寸不斷縮小，平面硅基集成電路中的器件尺寸已經(jīng)逼近了物理極限。為了按照摩爾定律繼續(xù)向小尺寸MOSFET邁進(jìn)，晶體管就必須在材料和結(jié)構(gòu)上有所創(chuàng)新。FinFET有著優(yōu)異的柵極控制力，而Ⅲ-Ⅴ材料具有較大的體遷移率，兩者結(jié)合有著巨大的發(fā)展前景。本文以In0.53Ga0.47As/Al2O3 n-FinFET作為研究對象。
　　論文第一章分別介紹了FinFET和Ⅲ-Ⅴ材料研究的背景和意義。第二章介

2、紹了InGaAs FinFET的器件結(jié)構(gòu)和工藝流程，并描述了MOSFET的電學(xué)測量原理和測量設(shè)備。第三章測量InGaAs FinFET的變溫Ⅰ-Ⅴ特性。計(jì)算源漏電阻并校正得到FinFET晶體管本征Ⅰ-Ⅴ特性。第四章描述了多子帶準(zhǔn)彈道輸運(yùn)模型，提取得到InGaAs FinFET的電子遷移率μn等電學(xué)特性。
　　論文的主要結(jié)果有:(1)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算得到InGaAs/Al2O3 FinFET源漏串聯(lián)電阻約在300Ω。考慮源漏串聯(lián)電阻，

3、提出一種用于計(jì)算MOS晶體管本征Ⅰ-Ⅴ特性的校正方法。(2)提出了多子能級下FinFET的一維量子電容模型，通過與傳統(tǒng)電容模型進(jìn)行對比，驗(yàn)證得到在納米尺度下量子效應(yīng)會降低柵電容。多子帶結(jié)合準(zhǔn)彈道輸運(yùn)模型，推導(dǎo)得到用以描述FinFET在線性區(qū)小Vds下的電流方程。(3)計(jì)算得到電子遷移率為370cm2N*s，傳輸系數(shù)T在0.05-0.06附近。(4)針對InGaAs FinFET遷移率的反常溫度特性，提出界面陷阱與氧化層陷阱過高而引入了散