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文檔簡介
1、在45nm甚至更小的工藝節(jié)點下，傳統(tǒng)的SiO2柵氧化層介質(zhì)厚度已減薄至原子尺度范圍，電子的直接隧穿效應(yīng)將導(dǎo)致柵介質(zhì)的泄漏電流急劇增大，器件可靠性隨之下降。這嚴(yán)重阻礙了器件尺寸按照Moore定律逐漸縮小的趨勢。采用金屬柵/高k柵介質(zhì)材料組合的MOSFET取代傳統(tǒng)的多晶硅柵/SiO2組合，已經(jīng)成為解決這些問題的有效方法之一。
本文首先深入分析了傳統(tǒng)多晶硅柵/SiO2柵介質(zhì)器件現(xiàn)在所面臨的問題，據(jù)此研究了替代傳統(tǒng)多晶硅柵/SiO
2、2柵介質(zhì)器件的金屬柵/高k堆疊結(jié)構(gòu)器件，并討論了新型高k柵介質(zhì)及金屬柵的選擇。在模擬軟件ISE-TCAD的材料庫中引入了所需要的新型材料HfO2，深入分析了模擬器件所需要添加的模型，進(jìn)一步對器件的模型參數(shù)進(jìn)行了合理優(yōu)化。通過模擬仿真金屬柵/高k堆疊器件的工作特性，討論了超薄氧化層的漏電流傳導(dǎo)機制；在擊穿特性的改善方面，缺陷的仿真具有重要的意義，模擬研究表明缺陷密度不超過1012cm-2時器件能夠保持良好的特性。在此基礎(chǔ)上，本文還分析了柵
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