随着集成电路工艺步入22 nm工艺节点,传统的硅基金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)所产生的短沟道效应及低的击穿电压使其不再满足高频高功率电子器件领域的需求。近年来,金刚石基MOSFETs的相关研究引起了人们的极大关注。金刚石具有能带间隙宽、导热系数高和载流子迁移率高等优良电学特性,在高温高压高频高功率电子器件应用领域前景广阔。然而,金刚石基电子器件从材料制备到器件应用这一过程的实现还存在诸多挑战,比如大尺寸...
作者:叶建春; 周礼照; 李文武; 欧阳威 期刊:《华东师范大学学报·自然科学版》 2020年第01期
以新型的有机聚合物半导体(DPPTTT(poly(3,6-di(2-thien-5-yl)-2,5-di(2-octyldodecyl)-pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione)thieno[3,2-b]thiophene))为研究对象,利用溶液法制备了有机半导体薄膜并进行了一系列表征.发现半导体薄膜的厚度、表面粗糙度和拉曼峰强度均随溶液浓度和转速呈规律性变化.以该材料作为半导体活性层制备了p型有机场效应晶体管,发现当沟道长度降低到50μm时,器件的有效载流子迁移率最高,达到0.12 cm2/Vs;同时观...
作者:辛艳辉; 段美霞 期刊:《电子学报》 2019年第11期
提出了一种非对称双栅应变硅HALO掺杂沟道金属氧化物半导体场效应管结构.该器件前栅和背栅由两种不同功函数的金属构成,沟道为应变硅HALO掺杂沟道,靠近源区为低掺杂区域,靠近漏区为高掺杂区域.采用分区的抛物线电势近似法和通用边界条件求解二维泊松方程,分别求解了前背栅表面势、前背栅表面电场及前背栅阈值电压,建立了双栅器件的表面势、表面电场和阈值电压解析模型.详细讨论了物理参数对解析模型的影响.研究结果表明,该器件能够...
作者:朱巧智; 刘巍; 李润领 期刊:《集成电路应用》 2019年第08期
Si MOSFET作为大规模集成电路的基础,沟道长度是决定其运行速度和集成度的重要参数。随着Si MOSFET器件尺寸不断缩小,短沟道效应(即器件阈值电压随沟道长度减小不断降低的现象)越来越严重。基于28 nm低功耗逻辑平台,研究了LDD后热处理工艺对PMOSFET器件短沟道效应的影响及物理机制。实验结果表明,通过优化热处理温度,可以显著改善PMOSFET器件短沟道效应,实现在较低pocket离子注入剂量下达到同样阈值电压的目的。TCAD工艺及器件仿真...
作者:朱巧智; 田明; 刘巍 期刊:《集成电路应用》 2019年第07期
随着MOSFET器件尺寸不断缩小,短沟道效应越来越严重。基于28 nm低功耗逻辑平台,针对PMOSFET器件短沟道效应严重的现象,借助半导体工艺及器件仿真工具TCAD,研究PMOSFET短沟道效应的产生机制。提出一种通过调整pocket离子注入工艺条件改善短沟道效应的方法。通过优化工艺条件,该方法可以在保证长沟道器件Vt不变的情况下,有效改善28 nm PMOSFET器件的短沟道效应。
作者:邵红旭; 韩郑生; 孙宝刚 期刊:《电子工业专用设备》 2005年第01期
基于SOI技术对器件特性的良好改善和槽栅MOS器件在深亚微米领域抑制短沟道效应和抗热载流子效应方面的显著优势,对SOI槽栅CMOS器件在0.1 μm尺寸下的电学特性进行了模拟仿真,仿真结果表明,基于SOI衬底的槽栅CMOS器件除了拥有槽栅器件独特优势之外,还很好地抑制了栅极漏电和阈值偏高等体硅槽栅MOS所具有的特性缺陷,得到了更加理想的实验结果.
作者:李艳萍; 徐静平; 陈卫兵; 邹晓 期刊:《微电子学》 2005年第01期
文章在分析短沟道效应和漏致势垒降低(DIBL)效应的基础上,通过引入耦合两效应的相关因子,建立了高k栅介质MOSFE了阈值电压的器件物理模型。模拟分析了各种因素对阈值电压漂移的影响,获得了最佳的k值范围。
作者:李艳萍; 徐静平; 陈卫兵; 邹晓 期刊:《微电子学》 2005年第01期
文章在分析短沟道效应和漏致势垒降低(DIBL)效应的基础上,通过引入耦合两效应的 相关因子,建立了高k栅介质MOSFET阈值电压的器件物理模型。模拟分析了各种因素对阈值电 压漂移的影响,获得了最佳的k值范围。
作者:叶甜春; 徐秋霞; 朱慧珑; 陈大鹏; 赵超; 闫江; 王文武; 霍宗亮; 李俊峰; 殷华湘; 李东三; 张建勇; 王敬 期刊:《中国科技成果》 2017年第13期
集成电路(IC)技术是现代信息社会的基石,也是高新技术发展的集中体现,在国家信息安全中发挥着重要的战略性作用。当前,器件特征尺寸已微缩到22纳米及以下,由于短沟道效应和沟道散射效应,在关键技术上面临严重挑战。
作者:谭思昊; 李昱东; 徐烨峰; 闫江 期刊:《微纳电子技术》 2016年第09期
全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)器件具有出色的短沟道效应(SCE)控制能力等优势,是22 nm及以下的CMOS技术节点中的有力竞争者。为了研究减薄埋氧层(BOX)厚度对FDSOI器件性能和短沟道效应的影响,并进一步提高FDSOI器件的短沟道效应控制能力,制备了超薄BOX(UTB)FDSOI器件,并同时制备除BOX厚度外其余条件完全相同的145 nm厚BOX FDSOI对比器件。对制备的器件进行了电学性能测试,展示了两种器件的传输特性和转移特性曲线,并且对器件施...
作者:; 王兵冰; 黄如; 张兴 期刊:《固体电子学研究与进展》 2006年第04期
短沟道效应是MOS器件特征尺寸进入Sub-100nm后必须面对的关键挑战之一。Halo结构能够有效地抑制短沟道效应,合理的Halo区掺杂分布会极大地改善小尺寸器件性能。文中采用器件和工艺模拟工具ISE—TCAD研究形成Halo结构的工艺参数对器件性能的影响,并进行优化。分析表明,Halo注入角度、能量和剂量的增大会提高器件的阈值电压和开关比,降低泄漏电流和阚值漂移.有效抑制SCE、DIBL效应,但同时也会部分地降低驱动能力,即Halo注入参...
作者:胡伟达; 陈效双; 全知觉; 周旭昌; 陆卫 期刊:《红外与毫米波学报》 2006年第02期
采用有限元法自洽求解泊松一薛定谔方程,数值模拟了一种新型的亚50nmN沟道双栅MOS场效应晶体管的电学特性,系统阐述了尺寸参数对短沟道效应的影响规律.比较了不同尺寸参数下的亚阈值摆幅、阈值电压下跌和DIBL效应以及沟道跨道,获得了最佳硅鳍宽度(Tfin)和栅极长度(Lg)参数.模拟结果与实验数据的经典数值模拟进行了比较,表明由于电子束缚效应对器件性能的影响,考虑量子效应对FinFET器件的性能优化尤其重要。
作者:Eun-Ha; Kim; Hali; Forstner; Norman; Tam; Sundar; Ramamurthy; Susan; Felch 期刊:《集成电路应用》 2007年第03期
自对准硅化物通常用于降低多晶硅栅的薄层电阻(Rs)和硅源/漏(S/D)区域的接触电阻。对于90nm以下的器件,S/D区域还要求是重掺杂的超浅结.以抑制短沟道效应并尽量减小结的Rs。Ni的硅化物(NiSi)与其它的常见硅化物(例如TiSi2和CoSi2)相比,具有较低的生成温度和更小的硅消耗量.所以成为90nm以下器件的可选择材料。NiSi还具有与SiGe的超强兼容性。在先进器件结构的PMOSS/D区域,SiGe常被用于引入硅沟道内的应变。
作者:薛舫时; 陈堂胜 期刊:《微纳电子技术》 2006年第10期
从自洽求解二维泊松方程和薛定谔方程出发,研究了纵、横向电场作用下GaNHFET沟道中的电子态和夹断特性。建立了不同异质结构和电场梯度下的电荷控制模型;运用热电子隧穿电流崩塌模型解释了强场电流崩塌的实验结果;强调了沟道夹断特性对电流崩塌的影响;研究了背势垒异质结构、场板电极和挖槽等抑制电流崩塌的方案,提出利用挖槽独立设计内、外沟道异质结构抑制强场电流崩塌的新思路。
栅极和沟道的尺寸缩小,受限于源/漏结点和栅介质的发展。尽管金属栅和高k材料在逐步应用,短沟道效应(SCE)依然是个重大挑战。晶体管也会有多种二级效应:影响迁移率的载流子速度饱和效应、缩短器件寿命的热载流子效应和降低亚阈特性的漏极诱发势垒降低效应(DIBL)。
作者:吕伟锋; 王光义; 林弥; 孙玲玲 期刊:《计算机辅助设计与图形学学报》 2016年第07期
随着CMOS 技术进入纳米工艺, 随机栅长变化成为影响集成电路性能和成品率最重要因素之一. 文中分析并验证了纳米MOS 器件随机栅长变化导致电流增益因子与阈值电压的之间的相关性及失配解析关系式, 并以此为基础, 结合偏差传递理论实现了22 nm 工艺MOSFET 电流失配模型.仿真实验结果表明, 该模型揭示了短沟道效应导致的器件阈值电压变化改变了载流子有效迁移率, 进而影响电流增益因子及器件电流的规律, 精确地估计了随机栅长变化导...
作者:颜志英 王雄伟 丁峥 期刊:《微电子学》 2008年第01期
实验并研究了采用金属栅工艺的全耗尽SOI MOS器件。采用LDD结构,以减小热载流子效应,防止漏击穿;采用突起的源漏区,以增加源漏区的厚度,并减小源漏区的串联电阻,以增强器件的电流驱动能力,降低寄生电阻,减小静态功耗。研究并分析了硅膜厚度对阈值电压和阈值电压漂移的影响,以及对本征栅电容和静态功耗的影响。与采用常规工艺的器件相比,提高了输出驱动电流,改善了器件的亚阈值特性,特别是在沟道掺杂浓度比较低的情况下...
作者:李亦清 王子欧 李文石 李有忠 陈智 毛凌锋 期刊:《微电子学与计算机》 2011年第12期
提出了一种考虑量子效应的短沟道沟道表面电势数值模型,并在此基础上分析了源漏偏压对表面势分布的影响.计算结果和二维量子力学数值模拟结果很好地吻合.结果表明:源漏偏压会造成线性区的沟道表面势减小,进而导致阈值电压下跌;而在饱和区,源漏偏压的影响更大,会造成表面势明显下降,阈值下跌将会更加严重.
作者:王洪涛 王茺 李亮 胡伟达 周庆 杨宇 期刊:《功能材料》 2009年第05期
利用三维器件模拟软件,研究了深亚微米三栅FinFET的短沟道效应,并模拟了阈值电压和亚阈值摆幅随硅鳍(fin)厚度和高度的变化情况。通过优化硅鳍厚度或高度,可以有效的控制短沟道效应。在进一步对深亚微米三栅FinFET的拐角效应进行二维数值模拟的过程中,并未观察到由拐角效应引起的泄漏电流。与传统的体硅CMOS结构有所不同,拐角效应并未使得深亚微米三栅FinFET性能变差,反而提高了其电学性能。
作者:张严波 熊莹 杨香 韩伟华 杨富华 期刊:《微纳电子技术》 2009年第11期
从Si纳米线场效应晶体管(SiNWFET)的结构原理、Si纳米线的制作工艺以及器件电学性能的改善措施三个方面介绍了SiNWFET的研究进展。通过分析SiNWFET的漏极电压对沟道电势的影响,表明SiNWFET自身的细沟道和围栅结构对于改善亚阈值特性和抑制短沟道效应起着关键作用。针对Si纳米线的制备,介绍了光刻、刻蚀与热氧化等自上而下的方法和气-液-固生长这种自下而上的方法。分析了SiNWFET的电学性能,探讨了为改善电学性能而进行的器件结构...