应变Si1-xGex pMOSFET反型沟道空穴低场迁移率模型

在考虑应变对SiGe合金能带结构参数影响的基础上,提出了一个半经验的应变Sil-xGex/Si pMOSFET反型沟道空穴迁移率模型.在该模型中,给出了迁移率随应变的变化,并且考虑了界面陷阱电荷对载流子的库仑散射作用.利用该模型对室温下空穴迁移率随应变的变化及影响空穴迁移率的因素进行了分析讨论.     

考虑库仑散射屏蔽效应的Si1-xGex pMOSFET低场空穴迁移率模型

在考虑应变对SiGe合金能带结构参数影响的基础上,建立了一个半经验的Si1-xGexpMOSFET反型沟道空穴迁移率模型。该模型重点讨论了反型电荷对离化杂质散射的屏蔽作用,由此对等效体晶格散射迁移率进行了修正。并且详细讨论了等效体晶格散射迁移率随掺杂浓度Nd和组分x的变化。利用该模型,对影响空穴迁移率的主要因素进行了分析讨论。通过模拟得出,增加组分x可以显著提高等效体晶格散射迁移率,从而可以提高PMOSFET的空穴迁移率。     

应变硅pMOS反型层中空穴迁移率k·p及蒙特卡罗模拟研究

对应变硅pMOS反型层中的空穴迁移率进行了理论研究.使用应力相关的6能带k·p模型,自洽地求解垂直于沟道方向的一维薛定谔方程与泊松方程,获得反型层中二维空穴气的能带结构.采用蒙特卡罗方法对单轴压应力和双轴张应力情况下的空穴迁移率进行了模拟研究,得出了沟道迁移率随垂直于沟道电场变化的曲线,并与常规的非应变硅pMOS迁移率进行了比较.模拟结果显示:无论是单轴压应力还是双轴张应力,都使得空穴迁移率增大.当单轴压应力沿着[110]沟道时,迁移率增大的幅度最大,平均增幅可达到170%左右.     

应变硅pMOS反型层中空穴迁移率k·p及蒙特卡罗模拟研究

对应变硅pMOS反型层中的空穴迁移率进行了理论研究.使用应力相关的6能带k·p模型,自洽地求解垂直于沟道方向的一维薛定谔方程与泊松方程,获得反型层中二维空穴气的能带结构.采用蒙特卡罗方法对单轴压应力和双轴张应力情况下的空穴迁移率进行了模拟研究,得出了沟道迁移率随垂直于沟道电场变化的曲线,并与常规的非应变硅pMOS迁移率进行了比较.模拟结果显示:无论是单轴压应力还是双轴张应力,都使得空穴迁移率增大.当单轴压应力沿着[110]沟道时,迁移率增大的幅度最大,平均增幅可达到170%左右.     

具有应变沟道及EOT 1.2nm高性能栅长22nm CMOS器件

深入研究了亚30nm CMOS关键工艺技术,特别是提出了一种新的低成本的提高空穴迁移率的技术--Ge预非晶化S/D延伸区诱生沟道应变技术,它使栅长90nm pMOS空穴有效迁移率在0.6MV/cm电场下提高32%.而且空穴有效迁移率的改善,随器件特征尺寸缩小而增强.利用零阶劳厄线衍射的大角度会聚束电子衍射分析表明,在沟道区相应的压应变为-3.6%.在集成技术优化的基础上,研制成功了高性能栅长22nm应变沟道CMOS器件及栅长27nm CMOS 32分频器电路(其中分别嵌入了57级/201级环形振荡器),EOT为1.2nm,具有Ni自对准硅化物.     

具有应变沟道及EOT 1.2nm高性能栅长22nm CMOS器件

深入研究了亚30nm CMOS关键工艺技术,特别是提出了一种新的低成本的提高空穴迁移率的技术--Ge预非晶化S/D延伸区诱生沟道应变技术,它使栅长90nm pMOS空穴有效迁移率在0.6MV/cm电场下提高32%.而且空穴有效迁移率的改善,随器件特征尺寸缩小而增强.利用零阶劳厄线衍射的大角度会聚束电子衍射分析表明,在沟道区相应的压应变为-3.6%.在集成技术优化的基础上,研制成功了高性能栅长22nm应变沟道CMOS器件及栅长27nm CMOS 32分频器电路(其中分别嵌入了57级/201级环形振荡器),EOT为1.2nm,具有Ni自对准硅化物.     

〈100〉沟道方向对高迁移率双轴应变硅p-MOSFET的作用

双轴应变技术被证实是一种能同时提高电子和空穴迁移率的颇有前景的方法;〈100〉沟道方向能有效地提升空穴迁移率. 研究了在双轴应变和〈100〉沟道方向的共同作用下的空穴迁移率. 双轴应变通过外延生长弛豫SiGe缓冲层来引入,其中,弛豫SiGe缓冲层作为外延底板,对淀积在其上的硅帽层形成拉伸应力. 沟道方向的改变通过在版图上45°旋转器件来实现,这种旋转使得沟道方向在(001)表面硅片上从〈110〉晶向变成了〈100〉晶向. 对比同是〈110〉沟道的应变硅pMOS和体硅pMOS,迁移率增益达到了130%;此外,在相同的应变硅pMOS中,沟道方向从〈110〉到〈100〉的改变使空穴迁移率最大值提升了30%. 讨论和分析了这种双轴应变和沟道方向改变的共同作用下迁移率增强的机理.     

<100>沟道方向对高迁移率双轴应变硅p-MOSFET的作用

双轴应变技术被证实是一种能同时提高电子和空穴迁移率的颇有前景的方法;<100>沟道方向能有效地提升空穴迁移率.研究了在双轴应变和<100>沟道方向的共同作用下的空穴迁移率.双轴应变通过外延生长弛豫SiGe缓冲层来引入,其中,弛豫SiGe缓冲层作为外延底板,对淀积在其上的硅帽层形成拉伸应力.沟道方向的改变通过在版图上45°旋转器件来实现.这种旋转使得沟道方向在(001)表面硅片上从<110>晶向变成了<100>晶向.对比同是<110>沟道的应变硅pMOS和体硅pMOS,迁移率增益达到了130%;此外,在相同的应变硅pMOS中,沟道方向从<110>到(100)的改变使空穴迁移率最大值提升了30%.讨论和分析了这种双轴应变和沟道方向改变的共同作用下迁移率增强的机理.     

具有应变沟道及EOT 1.2nm高性能栅长22nm CMOS器件

深入研究了亚30nm CMOS关键工艺技术，特别是提出了一种新的低成本的提高空穴迁移率的技术--Ge预非晶化S/D延伸区诱生沟道应变技术，它使栅长90nm pMOS空穴有效迁移率在0.6MV/cm电场下提高32%. 而且空穴有效迁移率的改善，随器件特征尺寸缩小而增强. 利用零阶劳厄线衍射的大角度会聚束电子衍射分析表明，在沟道区相应的压应变为-3.6%. 在集成技术优化的基础上，研制成功了高性能栅长22nm应变沟道CMOS器件及栅长27nm CMOS 32分频器电路（其中分别嵌入了57级/201级环形振荡器）, EOT为1.2nm,具有Ni自对准硅化物.     

应变Si/(001)Si_(1-x)Ge_x价带结构

应变SiCMOS技术是当前国内外研究发展的重点,在高速/高性能器件和电路中有极大的应用前景。基于(001)面弛豫Si1-xGex衬底上生长的张应变Si的价带E(k)-k关系模型,研究获得了[100]和[001]晶向的价带结构及相应的空穴有效质量。结果表明,与弛豫材料相比,应变引起了应变Si/(001)Si1-xGex价带顶的劈裂,且同一晶向族内沿[001]和[100]两个晶向的价带结构在应力的作用下不再对称,相应的空穴有效质量随Ge组份有规律地变化。价带空穴有效质量与迁移率密切相关,该结论为Si基应变PMOS器件性能增强的研究及导电沟道的应力与晶向设计提供了重要理论依据。