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为了克服Si基MOSFET的物理极限,满足下一代CMOS集成电路低功耗,高性能的要求,绝缘层上硅(SOI)结构MOSFET被认为是未来具有较大潜力的MOS器件。高k栅介质的应用也使得高迁移率的Ge取代Si作为MOSFET的沟道材料成为现实。因此既具有SOI结构优势,又满足高迁移率的绝缘层上锗(GeOI)MOSFET引起了广泛的兴趣。然而,高k栅介质与Ge沟道之间易形成不稳定的GeOx氧化物,引起GeOI MOSFET的性能退化。因此本文主要围绕Ge/高k栅介质的界面特性展开研究,探讨了La AlON和La SiON两种高k栅介质与Ge接触的界面特性以及以HfON为高k栅介质时,采用YON钝化层对界面特性的影响。两组实验均探讨了等离子体表面处理对界面特性的影响。理论方面,研究了GeOI MOSFET阈值电压和亚阈斜率模型以及量子效应对电特性的影响。理论方面开展的工作有:(1)通过对沟道区的二维泊松方程的求解,并且考虑栅电极与源漏区表面产生的所有边缘电容对沟道电势的影响建立了阈值电压和亚阈斜率模型。基于此模型,研究了边缘电容对阈值电压和亚阈斜率的影响;(2)采用密度梯度模型研究了量子效应对亚阈斜率,漏致势垒降低(DIBL)效应,阈值电压和通断态电流的影响。仿真结果表明,量子效应对前栅电学控制能力产生影响,使DIBL效应增强,阈值电压增大,通断态电流减小。实验方面开展的工作有:(1)研究不同的高k栅介质La AlON和La Si ON以及在溅射高k栅介质之前的不同的等离子体处理气体(N2,NH3)对Ge MOS电容界面特性的影响。实验研究表明,NH3等离子体处理并溅射La AlON高k栅介质的Ge MOS电容有最好的界面特性;(2)以HfON为高k栅介质,研究YON钝化层以及溅射YON钝化层后等离子体处理对界面特性的影响。结果表明,溅射YON钝化层的样品比没有钝化层的好,既溅射YON钝化层又进行等离子体处理的样品有最好的界面特性。