薄膜全耗尽SOI CMOS器件和电路

对全耗尽SOI(FD SOI)CMOS器件和电路进行了研究,硅膜厚度为70nm.器件采用双多晶硅栅结构,即NMOS器件采用P+多晶硅栅,PMOS器件采用N+多晶硅栅,在轻沟道掺杂条件下,得到器件的阈值电压接近0.7V.为了减小源漏电阻以及防止在沟道边缘出现空洞(Voids),采用了注Ge硅化物工艺,源漏方块电阻约为5.2Ω/□.经过工艺流片,获得了性能良好的器件和电路.其中当工作电压为5V时,0.8μm 101级环振单级延迟为45ps.     

薄膜全耗尽SOI CMOS工艺技术研究

对1．2μ薄膜全耗尽SOI CMOS(TFD SOI CMOS)器件和电路进行了研究，硅膜厚度为80nm。器件采用LDD结构，以提高击穿电压、抑制断沟道效应和热载流子效应；对沟道掺杂能量和剂量进行了摸索，确保一定的开启电压和器件的全耗尽；为了减小“鸟嘴”，进行了PBL(Poly-Buffered LOCOS)隔离技术研究；溅Ti硅化物技术，使方阻过大问题得以解决。经过工艺流片，获得了性能良好的器件和电路。     

N+多晶硅栅薄膜全耗尽SOI CMOS器件与电路的研究

选用SIMOX(Separation by Implantation of Oxygen)衬底材料,对全耗尽SOI CMOS工艺进行了研究,开发出了N 多晶硅栅全耗尽SOI CMOS器件及电路工艺,获得了性能良好的器件和电路。nMOS和pMOS的驱动电流都比较大,且泄漏电流很小,在工作电压为3V时,1．2μm101级环振的单级延迟仅为50．5ps。     

薄膜全耗尽SOICMOS器件和电路

对全耗尽 SOI(FD SOI) CMOS器件和电路进行了研究 ,硅膜厚度为 70 nm.器件采用双多晶硅栅结构 ,即NMOS器件采用 P+多晶硅栅 ,PMOS器件采用 N+多晶硅栅 ,在轻沟道掺杂条件下 ,得到器件的阈值电压接近0 .7V.为了减小源漏电阻以及防止在沟道边缘出现空洞 (V oids) ,采用了注 Ge硅化物工艺 ,源漏方块电阻约为5 .2Ω /□ .经过工艺流片 ,获得了性能良好的器件和电路 .其中当工作电压为 5 V时 ,0 .8μm 10 1级环振单级延迟为 45 ps     

薄膜全耗尽SOI短沟道MOSFET准二维电流模型

本文在分析薄膜全耗尽SOI器件特殊物理效应的基础上,建立了可细致处理饱和区工作特性的准二维电流模型。该模型包括了场效应载流子迁移率、速度饱和以及短沟道效应等物理效应,可以描述薄膜全耗尽SOI器件所特有的膜厚效应、正背栅耦合(背栅效应)等对器件特性的影响,并且保证了电流、电导及其导数在饱和点的连续性。将模型模拟计算结果与二维器件数值模拟结果进行了对比,在整个工作区域(不考虑载流子碰撞离化的情况下)二者吻合得很好。     

薄膜全耗尽SIMOX／SOIMOSFET中单晶体管Latch引起的器件性能蜕变实验研究

本文对ＳＩＭＯＸ／ＳＯＩ全耗尽Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ中单晶体管Ｌａｔｃｈ状态对器件性能的影响进行了实验研究．实验结果表明，短时间的Ｌａｔｃｈ条件下的电应力冲击便可使全耗尽器件特性产生明显蜕变．蜕变原因主要是Ｌａｔｃｈ期间大量热电子注入到背栅氧化层中形成了电子陷阱电荷（主要分布在漏端附近）所致．文章还对经过Ｌａｔｃｈ应力后，全耗尽ＳＯＩ器件在其他应力条件下的蜕变特性进行了分析．     

薄膜全耗尽应变Si SOI MOSFET特性模拟与优化分析

研究了应变Si沟道引入对薄膜全耗尽SOI MOSHET器件特性的影响,并分析了器件特性改进的物理机理.与传统的SOI MOSFET结构相比,器件的驱动电流和峰值跨导都有明显提高,对n-FET分别为21%和16.3%,对p-FET为14.3%和10%.应变si沟道的引入还降低了器件的阈值电压,这有益于集成电路中供电电压的降低和电路功耗的减小.另外,本文还对新结构中的Ge含量进行了优化分析,认为当Ge含量为30%时,器件有较好的电特性,而且不会增加器件制作的工艺成本.     

薄膜全耗尽SOI CMOS电路高温特性模拟和结构优化

在300～600K温度范围内,利用ISE TCAD模拟软件对全耗尽SOI电路的温度特性进行了模拟分析,得到了较全面的SOI CMOS倒相器静态特性和瞬态特性,并提出了一种改进的AlN-DSOI结构.结果显示,SOI CMOS电路的阈值电压对温度较为敏感,随着温度的升高,输出特性衰退明显.瞬态模拟也表明电路的速度和功耗受外界环境温度的影响较大.改进后的AlN-DSOI结构在有效缓解SOI结构热效应和浮体效应的基础上,显著提高了电路的速度和驱动能力.     

复合型栅氧化层薄膜双栅MOSFET研究

通过对硅膜中最低电位点电位的修正,得到复合型栅氧化层薄膜双栅MOSFET亚阈值电流模型以及阈值电压模型。利用MEDICI软件,针对薄膜双栅MOSFET,对四种复合型栅氧化层结构DIDG MOSFET(Dual insulator double gate MOSFET)进行了仿真。通过仿真可知:在复合型结构中,随着介电常数差值的增大,薄膜双栅器件的短沟道效应和热载流子效应得到更有效的抑制,同时击穿特性也得到改善。此外在亚阈值区中,亚阈值斜率也可以通过栅氧化层设计进行优化,复合型结构器件的亚阈值斜率更小,性能更优越。     

W/TiN Gate Thin-Film Fully-Depleted SOI CMOS Devices

TiN gate thin-film fully-depleted SOI CMOS devices are fabricated and discussed.Key process technologies are demonstrated.Compared with the dual polysilicon gate devices,the channel doping concentration of nMOS and pMOS can be reduced without changing threshold voltage (VT)，which enhances the mobility.Symmetrical VT is achieved by nearly the same VT implant dose because of the near mid-gap workfunction of TiN gate.The SCE effect is improved when the thin-film thickness is reduced.     

TiN栅薄膜全耗尽SOI CMOS器件

制备并研究了TiN栅薄膜全耗尽SOI CMOS器件,并对其关键工艺进行了详细阐述.相对于双多晶硅栅器件,在不改变阈值电压的前提下,可以减小nMOS和pMOS的沟道掺杂浓度,进而提高迁移率.由于TiN的功函数处于中间禁带,在几乎相同的调整阈值注入剂量下,可以得到对称的阈值电压.当顶层硅膜厚度减小时,可以改善短沟道效应.     

Ge预非晶化硅化物工艺的研究

对全耗尽SOI CMOS技术中的Ge预非晶化硅化物工艺进行了研究．Ge的注入，使Si非晶化，减小了硅化物的形成能量．Ti硅化物在非晶层上形成．与传统的Ti硅化物相比，注Ge硅化物工艺有两个明显的特点：一是硅化物形成温度较低；二是硅化物厚度容易控制．采用注Ge硅化物工艺，使源漏薄层电阻约为5.2Ω/□．经过工艺流片，获得了性能良好的器件和电路，其中，当工作电压为5V时，0.8μm 101级环振电路延迟为45ps．     

多晶硅双栅全耗尽SOI CMOS器件与电路

对多晶硅双栅全耗尽SO I CM O S工艺进行了研究,开发出了1.2μm多晶硅双栅全耗尽SO I CM O S器件及电路工艺,获得了性能良好的器件和电路。NM O S和PM O S的阈值电压绝对值比较接近,且关态漏电流很小,NM O S和PM O S的驱动电流分别为275μA/μm和135μA/μm,NM O S和PM O S的峰值跨导分别为136.85 m S/mm和81.7 m S/mm。在工作电压为3 V时,1.2μm栅长的101级环振的单级延迟仅为66 ps。     

SOI CMOS器件研究

利用0.35μm工艺条件实现了性能优良的小尺寸全耗尽的器件硅绝缘体技术(SOI)互补金属氧化物半导体(FD SOI CMOS)器件,器件制作采用双多晶硅栅工艺、低掺杂浓度源/漏(LDD)结构以及突起的源漏区。这种结构的器件防止漏的击穿,减小短沟道效应(SCE)和漏感应势垒降低效应(DIBL);突起的源漏区增加了源漏区的厚度并减小源漏区的串联电阻,增强了器件的电流驱动能力。设计了101级环形振荡器电路,并对该电路进行测试与分析。根据在3V工作电压下环形振荡器电路的振荡波形图,计算出其单级门延迟时间为45ps,远小于体硅CMOS的单级门延迟时间。     

一种二维SOI CMOS门级瞬态数值模型

本文给出一种SOI CMOS门级二维集成数值模型.该模型直接将端点电流、端点电压与内部载流子的输运过程联系在一起,可准确地模拟亚微米SOI CMOS反相器的瞬态特性、并给出清晰的内部物理图象.模型采用一种新的数值方法──交替方向法,将二维瞬态方程转化为两个相邻时间层的一维问题解,并提出动态二步迭代法以确保瞬态模拟的快速、稳定收敛.本文简要讨论了SOI CMOS器件中少子的累积对电路瞬态特性的影响.本模型还可用于计算辐射对SOI器件的影响以及研究漏电机理,它为高可靠亚微米SOI器件及电路的研制提供了方便的CAD工具.     

薄膜SOI器件研究与展望

本文详细地分析了薄膜SOI器件一系列有益的特性,如:较大的亚阈值陡度,扭曲(kink)效应的消除以及短沟道效应的削弱等。最后指出,薄膜SOI器件技术是今后设计制造新型亚微米器件及电路的一种有效的方法。     

45ps的超高速全耗尽CMOS/SOI环振

亚微米全耗尽 SOI( FDSOI) CMOS器件和电路经过工艺投片 ,取得良好的结果 ,其中工作电压为 5V时 ,0 .8μm全耗尽 CMOS/ SOI1 0 1级环振的单级延迟仅为 45ps;随着硅层厚度的减薄和沟道长度的缩小 ,电路速度得以提高 ,0 .8μm全耗尽 CMOS/ SOI环振比 0 .8μm部分耗尽 CMOS/ SOI环振快 30 % ,比 1 μm全耗尽 CMOS/ SOI环振速度提高 1 5% .