SOI结构P型SiGe沟道混合模式晶体管器件模型研究

在带有应变SiGe沟道的SOIMOSFET结构中 ,把栅和衬底相连构成了新型的混合模式晶体管 (SiGeSOIBMHMT) .在SIVACO软件的器件数值模拟基础上 ,对这种结构的P型沟道管工作过程作了分析 ,并建立了数学模型 .提出在低电压 (小于 0 7V)下 ,衬底电极的作用可近似等效成栅 ,然后依据电荷增量 (非平衡过剩载流子 )的方法 ,推导出该结构的I V特性方程 .该方程的计算结果与器件模拟结果相一致.     

基于应变Si/SiGe的CMOS电特性模拟研究

提出了一种应变Si/SiGe异质结CMOS结构,采用张应变Si作n-MOSFET沟道,压应变SiGe作p-MOSFET沟道,n-MOSFET与p-MOSFET采用垂直层叠结构,二者共用一个多晶SiGe栅电极.分析了该结构的电学特性与器件的几何结构参数和材料物理参数的关系,而且还给出了这种器件结构作为反相器的一个应用,模拟了其传输特性.结果表明所设计的垂直层叠共栅结构应变Si/SiGe HCMOS结构合理、器件性能提高.     

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.     

双栅双应变沟道全耗尽SOI MOSFETs的特性分析

提出了一种全新的器件结构--双栅双应变沟道全耗尽SOI MOSFETs,模拟了沟道长度为25nm时器件的电学特性.工作在单栅模式下,应变沟道(Ge=0.3)驱动能力与体Si沟道相比,nMOS提高了43%,pMOS提高了67%;工作在双栅模式下,应变沟道(Ge=0.3)与体Si沟道相比较,驱动电流的提高nMOS为31%,pMOS为60%.仿真结果表明,双栅模式比单栅模式有更为陡直的亚阈值斜率,更高的跨导以及更强的抑制短沟道效应的能力.综合国内外相关报道,该结构可以在现今工艺条件下实现.     

双栅双应变沟道全耗尽SOI MOSFETs的特性分析

提出了一种全新的器件结构--双栅双应变沟道全耗尽SOI MOSFETs,模拟了沟道长度为25nm时器件的电学特性.工作在单栅模式下,应变沟道(Ge=0.3)驱动能力与体Si沟道相比,nMOS提高了43%,pMOS提高了67%;工作在双栅模式下,应变沟道(Ge=0.3)与体Si沟道相比较,驱动电流的提高nMOS为31%,pMOS为60%.仿真结果表明,双栅模式比单栅模式有更为陡直的亚阈值斜率,更高的跨导以及更强的抑制短沟道效应的能力.综合国内外相关报道,该结构可以在现今工艺条件下实现.     

SiGe SOI CMOS特性分析与优化设计

基于全耗尽SOI CMOS工艺，建立了具有SiGe沟道的SOI MOS器件结构模型，并利用ISE TCAD器件模拟软件，对SiGe SOl CMOS的电学特性进行模拟分析。结果表明，引入SiGe沟道可极大地提高PMOS的驱动电流和跨导（当Ge组分为0．3时，驱动电流提高39．3％，跨导提高38．4％），CMOS电路的速度显著提高；在一定的Ge总量下，改变Ge的分布，当沟道区呈正向递减式分布时，电路速度最快。     

An Analytical Threshold Voltage Model for Fully Depleted SOI MOSFETs

提出了一种新的全耗尽SOI MOSFETs阈值电压二维解析模型.通过求解二维泊松方程得到器件有源层的二维电势分布函数,氧化层-硅界面处的电势最小值用于监测SOI MOSFETs的阈值电压.通过对不同栅长、栅氧厚度、硅膜厚度和沟道掺杂浓度的SOI MOSFETs的MEDICI模拟结果的比较,验证了该模型,并取得了很好的一致性.     

全耗尽SOI MOSFETs阈值电压解析模型

提出了一种新的全耗尽SOI MOSFETs阈值电压二维解析模型.通过求解二维泊松方程得到器件有源层的二维电势分布函数,氧化层-硅界面处的电势最小值用于监测SOI MOSFETs的阈值电压.通过对不同栅长、栅氧厚度、硅膜厚度和沟道掺杂浓度的SOI MOSFETs的MEDICI模拟结果的比较,验证了该模型,并取得了很好的一致性.     

全耗尽异质栅单Halo SOI MOSFET二维模型

为了抑制深亚微米SOI MOSFET的短沟道效应,并提高电流驱动能力,提出了异质栅单Halo SOI MOSFET器件结构,其栅极由具有不同功函数的两种材料拼接而成,并在沟道源端一侧引入Halo技术.采用分区的抛物线电势近似法和通用边界条件求解二维Poisson方程,为新结构器件建立了全耗尽条件下的表面势及阈值电压二维解析模型.对新结构器件与常规SOI MOSFET性能进行了对比研究.结果表明,新结构器件能有效抑制阈值电压漂移、热载流子效应和漏致势垒降低效应,并显著提高载流子通过沟道的输运速度.解析模型与器件数值模拟软件MEDICI所得结果高度吻合.     

Si/SiGe PMOS器件的模拟优化设计与样品研制

通过理论分析与计算机模拟,给出了以提高跨导为目标的Si/SiGe PMOSFET优化设计方法,包括栅材料的选择、沟道层中Ge组分及其分布曲线的确定、栅氧化层及Si盖帽层厚度的优化和阈值电压的调节,基于此已研制出Si/SiGe PMOSFET器件样品.测试结果表明,当沟道长度为2μm时,Si/SiGe PMOS器件的跨导为45mS/mm(300K)和92mS/mm(77K),而相同结构的全硅器件跨导则为33mS/mm(300K)和39mS/mm(77K).