文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
应变硅MOS器件的应变特性
姓名:徐靖
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:刘红侠
20100101
摘要件的影响,分布绘制出它们与应变值的曲线趋势图,发现高的组分、小的源漏豫层厚度、小的器件宽度均可有效提高应变层中的应变值。关键词:应交硅骷邢拊7治龅ブ嵊Ρ渌嵊Ρ近年来,应变硅际跤捎谠谔岣進器件性能方面的卓越表现而备受关注。例如,通过在沟道中引入适当的压应力和张应力能分别提高的空穴迁移率和的电子迁移率。因此,通过工艺、材料、结构参数的优化设计,研究半导体骷杏αΑ⒂Ρ涞目刂朴兄匾5目蒲б庖搴褪涤眉壑怠超深亚微米半导体结构中的局域微应力、应变的精确测量通常必须借助复杂的微结构分析、测量手段。本文探索了运用有限元分析工具芯烤哂械湫源漏结构的单轴应变硅骷陀Ρ銼疭峁沟乃嵊Ρ涔鐼器件的应力应变分布情况和影响因素。首先介绍应力应变的关系,发现它们均只与材料的杨氏模量和泊松比有关,确定了有限元软件目尚行裕倮没峋束电子衍射测量获得的应变值与缘ブ嵊Ρ涔鐼器件沟道应变的计算结果进行了比较,发现能很好吻合,证明了有限元方法的可靠性。建立单轴源漏骷亩P秃螅軸峁沟难钍夏A亢托拟热膨胀系数的不同,再对其均匀升温℃后,以模拟晶格结构的不匹配所带来的应力应变,所得图形中应变的分布很有层次,能很好的说明器件沟道内应变的分布。再逐步模拟了不同的组分、源漏间距、源漏刻蚀深度和抬高高度对器间距、深的刻蚀深度、高的抬高高度均可有效提高沟道内的应变值。同样的,用有限元方法分析了双轴应变/结构骷谟Ρ涞姆植情况,建立双轴应变硅骷亩P秃螅捎糜氲ブ崞骷脑恚析了锗组分、应变硅层厚度、弛豫层厚度和器件宽度对器件的影响,也绘制出它们与应变值的曲线趋势图,发现高的组分、小的应变层厚度、大的弛
,,—,甌,瑅,—琧瑂,.,琫,.,、砘/瓸瑃瑃琩
瑂应变硅骷挠Ρ涮匦猟瑄,:,
弛:场日期:纓西安电子科技大学学位论文独创性虼葱滦声明日期:卫&:关于使用授权的声明日期:翌:标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切法律责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以成果:也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过说明并表示了谢意。本人签名:或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。C艿穆畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑导师签名:
第一章绪论课题研究背景和意义没有新的器件能在与主流硅工艺兼容的情况下完全替代此外,硅基电路还受到迁移率不匹配的影响,在材料中,空穴迁必须增大器件的宽长比,这样会使电路的速度和集成度都受到一定影响,据报道,利用现有硅生产线制造出的应变硅与同尺寸体正是由于上述的优点,自九十年代以来,应变硅技术一直受到国际上的广泛从第一个晶体管的发明到超大规模集成电路的出现,硅基半导体工艺取得了一系列的重大突破,传统的技术以其低功耗、低噪声、高输入阻抗、高集成度、可靠性好等优点在集成电路领域占据着主导地位并按照摩尔定律不断的向前发展【。然而,随着半导体微纳加工技术的发展,当器件特征尺寸逐步进入纳米量级,进一步缩小晶体管的尺寸面临着越来越多的问题和挑战。摆在我们面前的一个日益紧迫的问题是,传统的正在接近它的尺寸极限,目前却还或者是显示出完全替代的潜力。移率仅仅是电子迁移率的左右。为了使和的驱动电流基本一致,降低了电路的整体性能。为了解决这个问题,最有效的办法就是改善沟道材料的导电性,提高其空穴迁移率。因此当器件尺寸缩小达到极限时,研究新的器件结构与材料就成为继续提高性能的新途径。应变硅技术通过利用材料和之间%的晶格差异来发挥作用的,能大幅提高空穴和电子迁移率,并增强跨导和驱动电流,同时应变硅技术与传统体硅工艺是兼容的,这样就大大减少了改善工艺环境所带来的投资,降低了生产成本,此外,应变硅骷咕哂锌狗淠芰η俊⒌臀孪滦阅苡帕嫉忍氐恪相比,功耗减小三分之一,速度提高%,特征频率提高%以上,功耗延迟积仅为后者的到,器件的封装密度提高%。⒌缱友芯坎棵懦て谘究结果表明,应变硅、与广泛使用的传