槽栅NMOSFET结构与性能仿真

基于流体动力学能量输运模型,利用二维器件模拟器MEDICI对深亚微米槽栅NMOSFET器件的结构参数,如结深、凹槽拐角及沟道长度等对器件性能的影响进行了仿真研究,并与相应的常规平面器件特性进行了对比.研究表明在深亚微米范围内,槽栅器件能够很好地抑制短沟道效应和热载流子效应,但电流驱动能力较平面器件小,且器件性能受凹槽拐角和沟道长度的影响较显著.     

槽栅NMOSFET结构与性能仿真

基于流体动力学能量输运模型 ,利用二维器件模拟器 MEDICI对深亚微米槽栅 NMOSFET器件的结构参数 ,如结深、凹槽拐角及沟道长度等对器件性能的影响进行了仿真研究 ,并与相应的常规平面器件特性进行了对比 .研究表明在深亚微米范围内 ,槽栅器件能够很好地抑制短沟道效应和热载流子效应 ,但电流驱动能力较平面器件小 ,且器件性能受凹槽拐角和沟道长度的影响较显著     

深亚微米槽栅NMOSFET结构参数对其抗热载流子特性的影响

基于流体动力学能量输运模型和幸运热载流子模型,用二维器件仿真软件Medici对深亚微米槽栅NMOSFET的结构参数,如沟道长度、槽栅凹槽拐角角度、漏源结深等,对器件抗热载流子特性的影响进行了模拟分析,并与常规平面器件的相应特性进行了比较.结果表明即使在深亚微米范围,槽栅器件也能很好地抑制热载流子效应,且其抗热载流子特性受凹槽拐角和沟道长度的影响较显著,同时对所得结果从内部物理机制上进行了分析解释.     

总剂量辐照对65 nm NMOSFET热载流子敏感参数的影响

为了研究总剂量辐射对纳米MOS晶体管热载流子效应的影响,对65 nm 体硅工艺的NMOS器件进行了总剂量辐射和热载流子试验,对比了辐射前后不同宽长比器件的跨导、栅极泄漏电流、线性饱和电流等电参数。结果表明,MOS器件的沟道宽度越窄,热载流子效应受辐射的影响越显著,总剂量辐射后热载流子效应对器件的损伤增强。分析认为,辐射在STI中引入的陷阱电荷是导致以上现象的主要原因。该研究结果为辐射环境下器件的可靠性评估提供了依据。     

脉冲应力增强的NMOSFET′s热载流子效应研究

本文研究了交流应力下的热载流子效应 ,主要讨论了脉冲应力条件下的热空穴热电子交替注入对NMOSFET′s的退化产生的影响 .在脉冲应力下 ,阈值电压和跨导的退化增强 .NMOSFET′s在热空穴注入后 ,热电子随后注入时 ,会有大的退化量 ,这可以用中性电子陷阱模型和脉冲应力条件下热载流子注入引起的栅氧化层退化来解释 .本文还定量分析研究了NMOSFET′s退化与脉冲延迟时间和脉冲频率的关系 ,并且给出了详细的解释 .在脉冲应力条件下 ,器件的热载流子退化是由低栅压下注入的热空穴和高栅压下热电子共同作用的结果     

正向栅控二极管的R-G电流直接表征NMOSFET

使用半导体器件数值分析工具DESSISE-ISE,对正向栅控二极管R-G电流表征NMOSFET沟道pocket或halo注入区进行了详尽的研究.数值分析表明:由于栅控正向二极管界面态R-G电流的特征,沟道工程pocket或halo注入区的界面态会产生一个独立于本征沟道界面态R-G电流特征峰的附加特征峰.该峰的幅度对应于pocket或halo区的界面态大小,而其峰位置对应于pocket或halo区的有效表面浓度.数值分析还进一步显示了该附加特征峰的幅度对pocket或halo 区的界面态变化的敏感性和该峰的位置对pocket或halo区的有效表面浓度变化的敏感性.根据提出的简单表达式,可以用实验得到的R-G电流的特征直接抽取沟道工程的pocket或halo注入区的界面态和有效表面浓度.     

基于悬浮张应变锗纳米薄膜的电致发光增强

基于准直接带隙的材料特性,锗材料已经成为硅基光电集成的研究热点。本文利用高应力氮化硅薄膜将应力引入锗纳米薄膜中,并成功制备出张应变锗纳米薄膜发光二极管。实验结果显示,制备出的发光二极管在室温下的电致发光有红移现象,这是由于应力作用下的锗材料能带变化引起的。另外,当在锗纳米薄膜中引入的应变达到1.92%时,所制备的发光二极管在1876nm峰值波长处的发光强度显著增加,证明了张应变锗纳米薄膜的直接带隙复合发光,进一步证实了应变锗材料在硅基光电集成应用上的广阔前景。     

垂直双栅双应变沟道的MOSFETs特性分析

A novel device structure with a vertical double-gate and dual-strained channel is presented.The electrical characteristics of this device with a gate length of 100 nm are simulated.With a Ge content of 20%,the drain currents of the strained-Si NMOSFET and the strained-SiGe PMOSFET compared to the universal SOI MOSFETs are enhanced by 26% and 33%,respectively;the risetime and the falltime of the strained-channel CMOS are greatly decreased by 50% and 25.47% compared to their traditional Si channel counterparts.The simulation results show that the vertical double-gate（DG） dual-strained-channel MOSFETs exhibit better drive capability,a higher transconductance,and a faster circuit speed for CMOS compared to conventional-Si MOSFETs.The new structure can be achieved by today＇s semiconductor manufacturing level.     

新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生SOI NMOSFET界面陷阱和界面电荷的研究

报道了用新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生的SOI-MOSFET界面陷阱和界面电荷的理论和实验研究.理论分析表明:由于正向栅控二极管界面态R-G电流峰的特征,该峰的幅度正比于热载流子应力诱生的界面陷阱的大小,而该峰的位置的移动正比于热载流子应力诱生的界面电荷密度. 实验结果表明:前沟道的热载流子应力在前栅界面不仅诱生相当数量的界面陷阱,同样产生出很大的界面电荷.对于逐渐上升的累积应力时间,抽取出来的诱生界面陷阱和界面电荷密度呈相近似的幂指数方式增加,指数分别为为0.7 和0.85.     

新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生SOI NMOSFET界面陷阱和界面电荷的研究

报道了用新的正向栅控二极管技术分离热载流子应力诱生的SOI-MOSFET界面陷阱和界面电荷的理论和实验研究.理论分析表明:由于正向栅控二极管界面态R-G电流峰的特征,该峰的幅度正比于热载流子应力诱生的界面陷阱的大小,而该峰的位置的移动正比于热载流子应力诱生的界面电荷密度. 实验结果表明:前沟道的热载流子应力在前栅界面不仅诱生相当数量的界面陷阱,同样产生出很大的界面电荷.对于逐渐上升的累积应力时间,抽取出来的诱生界面陷阱和界面电荷密度呈相近似的幂指数方式增加,指数分别为为0.7 和0.85.     

0．1μm NMOSFET沟道δ－掺杂与结构特性

沟道δ－形掺杂对于改善极小尺寸ＭＯＳＦＥＴ性能、提高可靠性极其重要。利用能量输运模型（ＥＴＭ），报道了沟道δ－形掺杂分布对０．１μｍ沟长ＮＭＯＳＦＥＴ结构特性的影响，根据漏源电流ＩＤＳ、截止态电流Ｉｏｆｆ、阈值电压ＶＴＨ和Ｓ因子的要求，提出了使性能和可靠性得到优化的δ－形掺杂分布。     

NMOSFET电离辐射效应的二维数值模拟

对具有侧向寄生晶体管的 NMOSFET的电离辐射效应进行二维数值模拟。通过在 Si O2内解泊松方程、电流连续性方程及总剂量引入的空穴陷阱的辅助方程 ,对 NMOSFET的电离辐射效应特性进行研究 ,得出辐射产生的泄漏电流 ,主要是由于鸟嘴区和场氧区侧向寄生晶体管阈值电压的漂移所引起的     

NMOS低温热载流子晶体管的解析研究

利用低温(77-295K)短沟NMOSFET准二维解析模型,研究了77-295K温区NMOSFET衬底电流相关的物理机制。发现沟道电子平均自由程不随温度而改变,其值约为7.6nm;低温下虽然沟道电子在漏端获得较高的能量,但由于碰撞电离减弱,使NMOSFET的衬底电流不随温度降低而显著增长。实验结果证明,提出的衬底电流机制和模型适用于77-295K宽温区范围。     

基于SiGe虚拟衬底的低场迁移率提升140%的应变Si沟道NMOS器件 Cui Wei(崔伟)1,2,Tang Zhaohuan(唐昭焕)2, Tan Kaizhou(谭开洲)2, Zhang Jing(张静)2,

本文研究了一种应变SiGe沟道的NMOS器件,通过调整硅帽层、SiGe缓冲层,沟道掺杂和Ge组分变化,并采用变能量硼注入形成P阱的方式,成功完成了应变NMOS器件的制作。测试结果表明应变的NMOS器件在低场(Vgs=3.5V, Vds=0.5V)条件下,迁移率极值提升了140%,而PMOS器件性能保持不变。文中对硅基应变增强机理进行了分析。并利用此NMOS器件研制了一款CMOS倒向器,倒向器特性良好, 没有漏电,高低电平转换正常。     

PD SOI NMOSFET翘曲效应的温度模型

报道了一个部分耗尽 (PD) SOI NMOSFET翘曲效应的温度解析模型 .该模型从 PD SOI NMOSFET器件的物理结构 ,即由顶部的 NMOSFET和底部的寄生 BJT构成这一特点出发 ,以一定温度下 PD SOI NMOSFET体-射结电流与漏 -体结电流的动态平衡为核心 ,采用解析迭代方法求解 ,得出漏 -体结碰撞电离产生的空穴在体区中近源端积累达到饱和时的体 -射结电压 ,及漏 -体结和体 -射结电流的各主要分量 ,进而得到了 PD SOI NMOSFET翘曲效应漏电流的温度解析模型 ,并将一定条件下的模拟结果与实验结果进行了比较 ,二者吻合得很好     

不同剂量率下NPN管和NMOSFET管的电离辐照效应

研究了 NPN双极晶体管和 NMOSFET在不同剂量率环境下的电离辐照效应。研究表明 ,NPN管在低剂量率辐照下 ,电流增益衰降更为显著 ,且具有真正的剂量率效应 ;而 NMOS管在低剂量率辐照下产生的阈电压负向漂移比高剂量率辐照时小 ,其辐照效应是时间相关效应 ,而非真正的剂量率效应。     

6H-SiC埋沟NMOSFET耗尽模式的电流特性分析

在考虑杂质不完全离化的作用下,建立了6H—SiC埋沟NMOSFET耗尽模式下的电流解析模型。并通过模型,仿真分析了器件电流随温度的变化情况。在温度达到600k以上时,杂质的不完全离化作用对器件的影响不明显。常温下电流特性模型的仿真结果与实验结果的一致性,说明了本模型的准确性。     

应力技术改善CMOS器件性能研究进展

随着集成电路技术的快速发展,等比例缩小技术已经不能满足摩尔定律,应变硅金属氧化物硅场效应晶体管(MOSFET)技术成为后硅时代研究的热点。应变硅技术通过拉伸或压缩硅晶格达到器件尺寸不变的情况下,可提高器件性能的目的,同时应变硅技术与传统硅工艺兼容,节约了生产成本。对于应变硅互补金属氧化物硅晶体管(CMOS)器件的性能以及可靠性问题的研究也日益增加。本文通过介绍几种常用的应变技术(应力记忆技术(SMT),锗化硅技术(SiGe),接触孔刻蚀阻挡层(CESL))的应变机理、材料性能和工艺条件对应力技术的影响来探讨以后应力技术的发展趋势。