Strained-SOI MOS器件的設計與優(yōu)化.pdf

1、Strained-SOI MOSFET是最近幾年才出現的新型器件，它將SOI材料和SiGe材料結合在一起，與傳統(tǒng)體硅器件相比，表現出載流子遷移率高、電流驅動能力強、跨導大、寄生效應小等優(yōu)勢，特別適用于高性能、高速度、低功耗超大規(guī)模集成電路。但迄今為止，Strained-SOI MOSFET器件的研究還不完善。本論文圍繞這一微電子領域發(fā)展的前沿課題，在深入分析應變硅和SOI物理機理的基礎上，對器件的物理模型、器件結構設計和工藝實驗等問題作

2、了研究，主要包括以下幾部分：
　　首先，從器件的物理機制出發(fā)，建立主要針對薄膜全耗盡型器件的閾值電壓、輸出電流和跨導模型。根據所建立的模型，針對硅膜厚度、Ge組分、摻雜濃度和埋氧層厚度等參量對薄膜全耗盡型 Strained-SOI MOSFET器件性能的影響進行詳細討論，為器件結構設計提供了理論基礎。
　　其次，根據器件參量對閾值電壓和輸出特性的影響，以提高器件的跨導和電流驅動能力為目的設計了Strained-SOI MOS

3、FET器件結構，詳細分析柵極類型和柵氧化層厚度、應變硅層厚度、Ge組分、埋氧層深度和厚度以及摻雜濃度的取值，對器件進行優(yōu)化設計。然后用二維模擬軟件Medici模擬，得到器件的閾值電壓約為-0.1v，泄漏電流很小。器件的輸出特性與普通硅SOI MOSFET器件相比，有效遷移率和跨導都有顯著提高，提高量最大分別達74％和50%，輸出電流也明顯提高，設計的器件性能符合預期要求。
　　再次，比較了各種工藝方法后，選取低溫硅外延技術進行外延