應變RFLDMOSFET的研究.pdf

1、應變技術通過對能帶進行調制以減小載流子有效質量與散射率，提升載流子遷移率從而提升器件性能，且與CMOS工藝兼容，被廣泛運用于MOS器件中。傳統(tǒng)的接觸刻蝕阻擋層（Contact Etch Stop Layer, CESL）技術難以同時提升 RF LDMOSFET的溝道區(qū)和漂移區(qū)載流子遷移率。另外隨著器件尺寸進一步縮小，傳統(tǒng)應變技術或傳統(tǒng)PSOI技術均難以既提升RF LDMOSFET器件性能又有效抑制短溝道效應。針對以上問題，本文通過理論與

2、仿真分析，對應變RF LDMOSFET開展了如下研究：
　　首先，運用Sentaurus仿真分析了漂移區(qū)正應變射頻LDMOSFET的力學特性和電學特性。為解決漂移區(qū)應力反型，載流子遷移率降低的問題，提出的漂移區(qū)正應變射頻器件通過在漂移區(qū)表面淀積與其他區(qū)域不同性質的應力膜，成功地向溝道和漂移區(qū)引入了同型應力，實現了同時提升漂移區(qū)和溝道載流子遷移率的目的，使得漂移區(qū)遷移率提升達24％。傳統(tǒng)PSOI RF LDMOSFET器件的頂層硅厚

3、度減薄使漂移區(qū)變得狹長、漂移區(qū)應力反型均使漂移區(qū)電阻增大。漂移區(qū)正應變射頻器件的漂移區(qū)應力與溝道同型，使得漂移區(qū)載流子遷移率獲得較大提升導通電阻降低。此外高漏壓低柵壓偏置時漂移區(qū)表層處于耗盡狀態(tài)，此時導通電阻和頻率特性的提升主要由溝道遷移率決定，因此相比無應變器件，普通 CESL應變和新型CESL應變的截止頻率提升幅度相近，提升幅度分別為24%與28%；高柵壓時漂移區(qū)表面電子積累，此時由于普通CESL應變使得漂移區(qū)載流子遷移率降低，因此

4、溝道正應變器件和常規(guī)應變器件相比普通無應變射頻器件，對應高柵壓時的截止頻率分別提升18.9%和5.5%。
　　其次，運用Sentaurus仿真分析了超薄應變PSOI RF LDMOSFET的力學特性和電學特性。Sentaurus Sdevice有限元仿真軟件仿真表明超薄應變 PSOI RF LDMOS器件的驅動能力相對無應變體硅射頻LDMOS提升達73%，大于超薄SOI單獨作用（提升37.2%）與應變技術單獨作用（提升24.6%）