为了进一步提高深亚微米SOI(Silicon-On-Insulator)MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)的电流驱动能力,抑制短沟道效应和漏致势垒降低效应,提出了非对称Halo异质栅应变Si SOI MOSFET.在沟道源端一侧引入高掺杂Halo结构,栅极由不同功函数的两种材料组成.考虑新器件结构特点和应变的影响,修正了平带电压和内建电势.为新结构器件建立了全耗尽条件下的表面势和阈值电压二维解析模型.模型详细分析了应变对表面势、表面场强、阈值电压的影响,考虑了金属栅长度及功函数差变化的影响.研究结果表明,提出的新器件结构能进一步提高电流驱动能力,抑制短沟道效应和抑制漏致势垒降低效应,为新器件物理参数设计提供了重要参考.
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.
