小尺寸MOSFET閾值電壓模型及高k柵介質(zhì)制備.pdf

1、隨著集成電路集成密度的不斷增加，MOSFET的特征尺寸越來越小，器件結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取逐漸逼近其物理極限，進一步縮小MOSFET面臨一系列的困難和挑戰(zhàn)，尤其是精確的器件建模和模擬以及MOSFET柵介質(zhì)的選取和制備及其與襯底的界面特性。 本課題主要研究了量子效應(yīng)對MOSFET特性的影響。采用三角阱近似的迭代方法求解泊松方程和薛定諤方程的自洽解，分析了溝道電荷的量子化效應(yīng)，提出了考慮量子效應(yīng)時不同于經(jīng)典理論的閾值條件，得出了精確的一維閾

2、值電壓模型，模擬結(jié)果與實驗十分吻合。在此基礎(chǔ)上，基于二維泊松方程，通過考慮短溝道效應(yīng)和量子效應(yīng)，建立了較為精確的小尺寸MOSFET的量子修正閾值電壓模型，模型適用于小尺寸高k柵介質(zhì)MOSFET電特性的模擬和結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計，由此提出了k值的最佳范圍。 研究了高k柵介質(zhì)MOSFET器件的制備工藝。在濺射淀積HfO2柵介質(zhì)之前，采用NO、N2O、O2+CHCCl3(TCE)進行表面預(yù)處理，研究了各種預(yù)處理對界面態(tài)密度、柵電極漏電流和界