槽柵倒摻雜MOSFET的研究.pdf

1、微納米特征尺寸的IC 技術(shù)是當前和未來主流的VLSi生產(chǎn)技術(shù)。進入納米尺
　　 度后，隨著MOSFET 器件尺寸的持續(xù)縮小，在長溝道MOSFET 器件中原本不重要
　　 的參數(shù)在小尺寸器件中變得顯著，并嚴重影響著器件的性能。于是人們開始研究
　　 如何在MOS 器件尺寸縮小的同時，仍然繼續(xù)保持長溝道器件的良好特性。為了
　　 減小小尺寸MOS 器件的短溝道效應(yīng)，采取了改進器件的結(jié)構(gòu)、改變溝道摻雜以

2、　　 及減小柵氧化層厚度等措施。但是由于MOS 器件的寄生電阻不能隨著器件特征
　　 尺寸的縮小而縮小，增大了寄生電阻在總電阻中所占的比例，對小尺寸器件的輸
　　 出特性和頻率特性造成了嚴重的影響。
　　 本文首先介紹了MOSFET 器件特征尺寸按比例縮小的趨勢，以及面臨的物理
　　 極限、工藝技術(shù)以及經(jīng)濟因素的挑戰(zhàn)，介紹了目前通過對器件結(jié)構(gòu)、材料和工藝
　　 等的改進來實現(xiàn)MOSFET 尺寸縮

3、小的方法。
　　 在此基礎(chǔ)上提出了槽柵倒摻雜MOSFET 器件模型，并對其結(jié)構(gòu)進行了分析，
　　 以N 型槽柵倒摻雜MOSFET為例，并與常規(guī)MOSFET 進行了比較，通過改變
　　 槽柵凹槽拐角的角度大小、溝道長度以及溝道摻雜等各項參數(shù)來驗證該結(jié)構(gòu)對于
　　 深亞微米和超深亞微米MOS 器件可靠性的提高和短溝道效應(yīng)的抑制有明顯的效
　　 果，且在工藝上比SOI等簡單，沒有復(fù)雜的附加工藝步驟和設(shè)備

4、，能從根本上
　　 較好地解決平面MOS 結(jié)構(gòu)的弊端。但同時也有一些不足，如漏極驅(qū)動能力降低
　　 以及寄生電容增大的問題。
　　 然后進一步分析了倒摻雜阱的雜質(zhì)分布方式?；赑osSion 方程，分別建立
　　 了超陡峭突變型溝道倒摻雜和線性變摻雜的溝道倒摻雜模型，得出了在這兩種情
　　 況下器件表面電勢以及漏極電流的表達式，研究了垂直于溝道方向上倒摻雜的陡
　　 峭程度對漏極電流、飽和

5、驅(qū)動電流以及表面電勢的影響。說明倒摻雜的雜質(zhì)分布
　　 方式對于減小小尺寸器件的短溝道效應(yīng)具有顯著的效果。
　　 MOS 器件的寄生電阻不能隨著器件尺寸的縮小而縮小，因而寄生電阻對于
　　 小尺寸MOS 器件性能的影響不容忽視。為了更加準確地分析槽柵倒摻雜
　　 MOSFET的性能，我們對其源漏極寄生電阻進行了研究，分析槽柵倒摻雜
　　 MOSFET的各項參數(shù)對于寄生電阻的影響，從而更好地指導(dǎo)器件