堆叠栅介质对称双栅单Halo应变Si金属氧化物半导体场效应管二维模型

作     者：辛艳辉 刘红侠 王树龙 范小娇 Xin Yan-Hui;Liu Hong-Xia;Wang Shu-Long;Fan Xiao-Jiao

作者机构：西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071 华北水利水电大学信息工程学院郑州450045 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2014年第63卷第24期

页      面：436-441页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:61376099 11235008) 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:201302031300020110203110012)资助的课题 

主　　题：应变Si 单Halo 对称双栅 金属氧化物半导体场效应管 

摘      要：提出了一种堆叠栅介质对称双栅单Halo应变Si金属氧化物半导体场效应管(metal-oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)新器件结构.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,建立了全耗尽条件下的表面势和阈值电压的解析模型.该结构的应变硅沟道有两个掺杂区域,和常规双栅器件(均匀掺杂沟道)比较,沟道表面势呈阶梯电势分布,能进一步提高载流子迁移率;探讨了漏源电压对短沟道效应的影响;分析得到阈值电压随缓冲层Ge组分的提高而降低,随堆叠栅介质高k层介电常数的增大而增大,随源端应变硅沟道掺杂浓度的升高而增大,并解释了其物理机理.分析结果表明:该新结构器件能够更好地减小阈值电压漂移,抑制短沟道效应,为纳米领域MOSFET器件设计提供了指导.