自对准双栅MOSFET 的结构与工艺实现

双栅MOSFET是一种非常有发展前途的新型器件，它具有跨导高、亚阈值特性优异、短沟道特性好等优点。自对准的双栅MOSFET结构中，栅与源漏之间无覆盖，对于实现最终的高性能十分重要。本文具体介绍了几种自对准的双栅MOSFET的结构及其工艺流程。     

一种JFET区域具有N型重掺杂的1200 V碳化硅浅槽平面MOSFET器件的设计与优化北大核心

介绍了一种在JFET区域采用浅槽N型重掺杂降低器件比导通电阻与开启损耗的1 200 V碳化硅平面栅MOSFET器件。采用浅槽结构设计，减小了器件栅源电容CGS及栅漏电容与栅源电容比值CGD/CGS,降低了器件的开启损耗。浅槽下方采用的N型重掺杂使得器件反型层沟道压降明显提高，使器件获得了更低的比导通电阻。仿真结果表明，相比于平面栅MOSFET器件，开启损耗降低了20%;相比于平面栅MOSFET与分裂栅MOSFET,器件比导通电阻分别减小了14%和17%。     

槽栅结构对小尺寸MOS器件特性的影响

基于流体动力学能量传输模型，研究了深亚微米槽栅结构MOSFET对小尺寸效应的影响，并与相应平面器件的特性进行了比较。研究结果表明，由于栅介质拐角效应的存在，槽栅结构在深亚微米区域能够很好地抑制小尺寸带来的短沟道效应、漏感应势垒降低等效应，且很好地降低了亚阈特性的退化，器件具有较好的输出特性和转移特性。     

超深亚微米自对准平面双栅MOSFET假栅的制作

进入超深亚微米领域以后,传统CMOS器件遇到了器件物理、工艺技术等方面难以逾越的障碍.普遍认为,必须引入新结构和新材料来延长摩尔定律的寿命.其中,双栅CMOS被认为是新结构中的首选.在制作平面型双栅MOS器件中,采用自对准假栅结构,利用UHV外延得到有源区(S、D、G),是一种制作自对准双栅MOSFET的有效手段.文章详细研究了一种假栅制作技术.采用电子束曝光,结合胶的灰化技术,得到了线宽为50 nm的胶图形,并用RIE刻蚀五层介质的方法,得到了栅长仅为50 nm的自对准假栅结构.     

高k栅介质InGaAs MOSFET结构的设计与仿真

利用半导体仿真工具Silvaco TCAD,研究了高k栅介质InGaAs MOSFET的三种结构:缓冲层结构、侧墙结构和基本结构。通过对三种结构MOSFET的阈值电压、亚阈值摆幅以及漏源电流进行比较分析,得出缓冲层结构InGaAs MOSFET具有最佳的电学特性,侧墙结构的MOSFET次之。进一步分析发现,当缓冲层结构InGaAs MOSFET的沟道厚度大于80nm时,可获得稳定的电性能。     

短沟道SOI MOSFET栅结构研究与进展

系统比较了几种不同栅结构短沟道SOI MOSFET的性能,包括短沟道效应、电流驱动能力、器件尺寸等特性,获得了栅的数目与短沟道SOI器件的性能成正比的结论.介绍了两种新的短沟道SOI器件栅结构:Π栅和Ω栅,指出了短沟道SOI MOSFET栅结构的发展方向.     

薄膜双栅MOSFET体反型现象的研究

通过对QM模型的介绍，说明了薄膜双栅MOSFET体反型现象是量子效应的结果，并对QM模型中提出的反型层质心概念进行了剖析，阐述了其重要的物理意义和应用价值。利用反型层质心概念，提出了一组形式非常简单，且与体硅单沟道MOSFET表达式十分相似的薄膜双栅MOSFET亚阈值区反型层载流子浓度和亚阈值电流的表达式。与MEDICI模拟结果的比较证明了其精确性。应用反型层质心及所提出的亚阈值区模型，对薄膜双栅MOSFET体反型现象进行了深入的分析，提出了一个能够较好体现体反型作用的硅膜厚度范围。     

复合型栅氧化层薄膜双栅MOSFET研究

通过对硅膜中最低电位点电位的修正,得到复合型栅氧化层薄膜双栅MOSFET亚阈值电流模型以及阈值电压模型。利用MEDICI软件,针对薄膜双栅MOSFET,对四种复合型栅氧化层结构DIDG MOSFET(Dual insulator double gate MOSFET)进行了仿真。通过仿真可知:在复合型结构中,随着介电常数差值的增大,薄膜双栅器件的短沟道效应和热载流子效应得到更有效的抑制,同时击穿特性也得到改善。此外在亚阈值区中,亚阈值斜率也可以通过栅氧化层设计进行优化,复合型结构器件的亚阈值斜率更小,性能更优越。     

一种基于载流子的双栅MOSFET解析模型

提出一种全新的基于载流子求解的双栅MOSFET解析模型. 针对无掺杂对称双栅MOSFET结构，该模型由求解泊松方程的载流子分布和Pao-Sah电流形式直接发展而来. 发展的解析模型完全基于MOSFET的基本器件物理进行直接推导,结果覆盖了双栅 MOSFET所有的工作区:从亚阈到强反型和从线性到饱和区,不需要任何额外假设和拟合参数. 模型的预言结果被2D数值模拟很好地验证，表明该解析模型是一个理想的双栅MOSFET建模架构.     

双栅和环栅MOSFET中短沟效应引起的阈值电压下降

基于电荷分享原理 ,推导了双栅和环栅 MOSFET短沟效应引起的阈值电压下降 ,分析了衬底掺杂浓度、栅氧化层厚度及硅膜厚度等因素对阈值电压下降的影响 ,并用数值模拟验证了理论结果 .这些研究结果对进一步开展纳米 CMOS新器件的研究有很好的参考价值和实际意义     

一种新颖的功率MOSFET SPICE宏模型

提出了一种新颖的功率MOSFET宏模型结构,详细介绍了宏模型建立的整个流程;并将此模型的仿真结果与实验数据进行比较,验证了模型的精度。此模型考虑了功率MOSFET必要的二阶效应,并采用行为级模型来处理JFET电阻。     

一种适用于短沟道LDD MOSFET参数提取的改进方法

提出了一种适用于短沟道LDD MOSFET的改进型参数提取方法,通过对栅偏压范围细分后采用线性回归方法,提取偏压相关参数,保证了线性回归方法的精度和有效性,避免了对栅偏压范围的优化和误差考虑.提取出的参数用于已建立的深亚微米LDD MOSFET的I-V特性模型中,模拟与测试数据的吻合表明了该方法的实用性.     

MOSFET 1/f噪声的相关积分分析方法

文章将相关积分方法用于MOSFET 1/f噪声分析,发现器件的1/f噪声与RTS叠加模型产生的1/f噪声相关积分极其相似.通过对MOSFET噪声物理模型的分析和讨论,证明n-MOSFET的1/f噪声以载流子数涨落模型为主,p-MOSFET的1/f噪声以迁移率涨落模型为主结论的正确性.研究表明,相关积分方法可用于鉴别电子器件测量噪声所属的模型类型.     

杂质非完全离化对SiC n-MOSFET电特性的影响

文章研究了SiC中杂质非完全离化对器件性能的影响.通过考虑场致离化效应,分析了空间电荷区电荷密度与表面势的关系,得出在SiC MOSFET反型条件下,可近似认为杂质完全离化.在此基础上,模拟了4H-SiC MOSFET的漏电流-栅压曲线和迁移率-栅压曲线.模拟结果与实验数据非常吻合.     

部分耗尽SOI MOSFET中的浮体效应

介绍了部分耗尽SOI MOSFET中的浮体效应;简要描述了浮体效应的物理机制、测试结果,以及减小浮体效应的方法;同时,给出了在有体接触的情况下出现kink效应的测试结果.     

MOSFET迁移率增强技术

随着MOSFET特征尺寸的缩小,载流子的迁移率降低已成为器件性能衰退的主要因素之一,迁移率增强技术因此获得了广泛的研究和应用。衬底诱生应力、工艺诱生应力和采用不同的衬底晶向等三类方法都可以显著提高载流子的迁移率。文章综述了常见的几种迁移率增强技术。     

MOSFET衬底电流模型在深亚微米尺寸下的修正

建立精确的衬底电流模型是分析ＭＯＳＦＥＴ器件及电路可靠性和进行ＭＯＳＦＥＴ电路设计所必需的．在分析载流子输运的基础上建立了一个常规结构深亚微米ＭＯＳＦＥＴ衬底电流的解析模型,模型公式简单．对模型进行了验证,研究了衬底掺杂浓度与栅氧化层厚度对拟合因子的影响,并分析了模型中拟合因子的物理意义．     

FORWARD GATED-DIODE R-G CURRENT METHOD:A SIMPLE NOVEL TECHNIQUE FOR CHARACTERIZING LATERAL LIGHTLY DOPING REGION OF LDD MOSFET's

This paper presents a simple novel technique-forward gated-diode R-G current method-to determine the lateral lightly-doped source/drain (S/D) region interface state density and effective surface doping concentration of the lightly-doped drain (LDD) N- MOSFET's simultaneously. One interesting result of the numerical analysis is the direct characterization of the interface state density and characteristic gate voltage values corresponding to LDD effective surface doping concentration. It is observed that the S/D N- surface doping concentration and corresponding region's interface state density are R-G current peak position and amplitude dependent, respectively. It is convincible that the proposed method is well suitable for the characterization of deep sub-micron MOSFET's in the current ULSI technology.     

掺杂浓度对槽栅nMOSFET特性的影响研究

讨论了槽栅结构nMOSFET的掺杂浓度对器件特性的影响，并通过二维器件仿真程序PISCES—Ⅱ进行了计算模拟比较。结果表明，提高衬底掺杂浓度，能使源漏区与沟道之间的拐角效应增大，对热载流子效应抑制的作用明显；提高沟道掺杂浓度，能减小沟道电荷的调制效应，使阈值电压更好。调节沟道掺杂浓度比调节衬底掺杂浓度对器件的影响更大。