應變SiGe PMOSFET制造工藝與熱載流子效應研究.pdf

1、由于應變SiGe材料價帶能級分裂，有效地減小了空穴的有效質(zhì)量、降低了帶間散射，從而使空穴遷移率得到了大幅提高，將應變SiGe材料作為導電溝道能極大地提高PMOSFET的性能，而且應變SiGe工藝與傳統(tǒng)的Si工藝具有很強的兼容性，因此，已經(jīng)成為了研究得熱點。
　　 本文闡述了應變SiGe的形成機制及制備方法，討論了基本物理及電學特性，建立了應變SiGe材料的能帶結構、有效質(zhì)量、遷移率模型等主要物理、電學參數(shù)模型，利用器件仿真軟件I

2、SE-TCAD對，研究分析了SiGe層厚度、Ge組分、摻雜濃度、Si帽厚度等幾何結構與材料物理參數(shù)對應變SiGe量子阱溝道PMOSFET的電學特性的影響。分析了低溫Si和柵氧制備等主要工藝及其工藝參數(shù)對應變SiGe PMOSFET器件電學性能的影響，獲得了優(yōu)化的應變SiGe PMOSFET器件制造工藝流程，并制造出了樣品初樣，通過對樣品直流特性的測試表明，器件性能達到了設計指標。分析了應變SiGe PMOSFET熱載流子效應產(chǎn)生的機制及

3、其對器件性能的影響，研究建立了應變SiGe PMOSFET柵電流模型和襯底電流模型，該模型增加了量子阱和平均自由程對電流的影響，仿真結果表明該模型符合實際情況，并提出了抑制應變SiGe PMOSFET熱載流子效應的措施。在以上研究的基礎上，分析了引起應變SiGe PMOSFET器件閾值電壓漂移的因素，并建立了閾值電壓漂移模型，利用Matlab軟件對模型進行仿真，仿真結果表明與實驗數(shù)據(jù)基本一致。本文的研究結果為應變SiGe器件與集成電路的