单型掺杂柱电极的3D硅像素探测器的器件与制造工艺研究

设计了一种新的3D硅像素探测器的器件结构以简化制造工艺.该结构仅包含一种掺杂类型的柱状电极.通过工业级TCAD仿真对这种结构的电学特性进行了深入研究,阐述了它的技术优势及潜在缺陷.同时研究了制造这种3D硅像素探测器的特殊工艺流程和相关关键工艺,并给出了主要工艺结果.     

电子束曝光UV3正性抗蚀剂的工艺研究

为了在体硅CMOSFinFET中用等离子体腐蚀精细凹槽图形，研究了将电子束直写曝光用于原为深紫外光学曝光的UV3正性抗蚀剂的工艺技术；详细分析了包括膜厚、曝光能量、曝光剂量、显影时间、设计尺寸和衬底材料等在内的各类工艺参数与实际曝光图形效果的关系；特别指出了曝光过程中特有的延迟效应及解决办法。采用最终的优化工艺条件，得到了合适的图形效果。     

体硅衬底上的CMOS FinFET

介绍了一种制作在普通体硅上的CMOS FinFET.除了拥有和原来SOI上FinFET类似的FinFET结构,器件本身在硅衬底中还存在一个凹槽平面MOSFET,同时该器件结构与传统的CMOS工艺完全相容,并应用了自对准硅化物工艺.实验中制作了多种应用该结构的CMOS单管以及CMOS反相器、环振电路,并包括常规的多晶硅和W/TiN金属两种栅电极.分析了实际栅长为110nm的硅基CMOS FinFET的驱动电流和亚阈值特性.反相器能正常工作并且在Vd=3V下201级CMOS环振的最小延迟为146ps/门.研究结果表明在未来VLSI制作中应用该结构的可行性.     

WSe2场效应晶体管的源漏接触特性研究

二硒化钨(WSe2)具有双极导电特性,可以通过外界掺杂或改变源漏金属来调节载流子传输类型,是一类特殊的二维纳米材料,有望在未来集成电路中成为硅(Si)的替代材料.文章采用理论与实验相结合的方式系统分析了 WSe2场效应晶体管中的源漏接触特性对器件导电类型及载流子传输特性的影响,通过制备不同金属作为源漏接触电极的WSe2场效应晶体管,发现金属/WSe2接触的实际肖特基接触势垒高低极大地影响了晶体管的开态电流.源漏金属/WSe2接触特性不仅取决于接触前理想的费米能级差,还受到界面特性,特别是费米能级钉扎效应的影响.     

垂直纳米线晶体管的制备技术

对目前垂直纳米线晶体管的制备技术进行了综述.首先根据器件结构取向介绍了纳米线晶体管的分类,即水平纳米线晶体管和垂直纳米线晶体管,比较了这两类不同结构晶体管的优缺点,阐述了垂直纳米线晶体管的优势及其潜在应用价值.重点介绍了两种主流的垂直纳米线晶体管的制造方法,即自下而上方法和自上而下方法,自上而下方法则又分为后栅工艺和先栅工艺.随后详细比较了它们之间的不同.最后,对垂直纳米线晶体管制造过程中的工艺挑战进行了分析,提出了几种可行的解决方案,并预测了垂直纳米线晶体管未来的发展趋势,特别是在低功耗器件及3D存储器等方面的发展走向.     

高性能70nm CMOS器件

首次在国内成功地制作了栅长为 70 nm的高性能 CMOS器件 .为了抑制 70 nm器件的短沟道效应同时提高它的驱动能力 ,采用了一些新的关键工艺技术 ,包括 3nm的氮化栅氧化介质 ,多晶硅双栅电极 ,采用重离子注入的超陡倒掺杂沟道剖面 ,锗预无定形注入加低能注入形成的超浅源漏延伸区 ,以及锗预无定形注入加特殊清洗处理制备薄的、低阻自对准硅化物等 . CMOS器件的最短的栅长 (即多晶硅栅条宽度 )只有 70 nm,其 NMOS的阈值电压、跨导和关态电流分别为 0 .2 8V、 490 m S/m和 0 .0 8n A/μm ;而 PMOS阈值电压、跨导和关态电流分别为- 0 .3V、 34 0 m S/m m和     

基于TMD材料的CMOS反相器电路研究现状

对目前基于过渡金属硫族化合物(TMD)材料(MoS₂、WSe₂等)的互补金属氧化物半导体(CMOS)反相器电路相关研究进行了综述。总结了TMD材料的物理性质、制备方法和基于TMD的场效应晶体管器件的研究进展。对基于TMD的集成电路技术研究进行了介绍与分析。分别在结构设计、集成工艺、性能优化及电路集成等方面对基于TMD材料的CMOS反相器电路进行了总结与分析。介绍了两种集成结构及对应的工艺流程,详细分析了CMOS反相器电路性能优化的方法。最后指出了目前的关键挑战及未来的发展趋势。     

体硅CMOS FinFET结构与特性研究

建立在SOI衬底上的 FinFET结构被认为是最具全面优势的非常规MOS器件结构.本文通过合理的设计将FinFET结构迁移到普通体硅衬底上,利用平面凹槽器件的特性解决了非绝缘衬底对器件短沟道效应的影响,同时获得了一些标准集成电路工艺上的改进空间.运用标准CMOS工艺实际制作的体硅CMOS FinFET器件获得了较好的性能结果并成功地集成到CMOS反相器和环形振荡器中.结构分析与实验结果证明了体硅CMOS FinFET在未来电路中的应用前景.     

Forming of Very Shallow Junction for S/D Extension in Deep Sub-Micron CMOS Devices

Very shallow junctions for S/D extension in deep sub\|micron CMOS devices are required to suppress the short channel effect as devices scaling down,and the surface concentrations ( N s) of these junctions need to be kept in a higher value to reduce the series resistance of the lightly doped drain structure.But it is very difficult for the conventional ion implantation to meet the requirement above.This article presents the results of forming very shallow and ultra\|shallow junctions used in 0.25 micron ...     

TiN/TaN 厚度变化对nMOSCAP栅叠层有效功函数的影响

We evaluated the TiN/TaN/TiA1 triple-layer to modulate the effective work function （EWF） of a metal gate stack for the n-type metal-oxide-semiconductor （NMOS） devices application by varying the TiN/TaN thickness. In this paper, the effective work function of EWF ranges from 4.22 to 4.56 eV with different thicknesses of TiN and TaN. The thinner TiN and/or thinner in situ TaN capping, the closer to conduction band of silicon the EWF is, which is appropriate for 2-D planar NMOS. Mid-gap work function behavior is observed with thicker TiN, thicker in situ TaN capping, indicating a strong potential candidate of metal gate material for replacement gate processed three-dimensional devices such as FIN shaped field effect transistors. The physical understandings of the sensitivity of EWF to TiN and TaN thickness are proposed. The thicker TiN prevents the A1 diffusion then induces the EWF to shift to mid-gap. However, the TaN plays a different role in effective work function tuning from TiN, due to the Ta-O dipoles formed at the interface between the metal gate and the high-k layer.