應(yīng)變Si NMOSFET總劑量效應(yīng)

廖晨光，郝敏如

(西安電子科技大學(xué) 微電子學(xué)院，陜西 西安 710071)

隨著微電子集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，以互補(bǔ)型金屬氧化物為核心的半導(dǎo)體技術(shù)已進(jìn)入納米尺度，由于正常工作的集成電路受到納米器件二級(jí)物理效應(yīng)產(chǎn)生的影響，各種新技術(shù)以及新材料被國(guó)內(nèi)外各研究院所迫切開(kāi)發(fā)[1-4]，目的是提高器件以及集成電路的特性。應(yīng)變硅技術(shù)由于帶隙可調(diào)、遷移率高等優(yōu)點(diǎn)，并且其技術(shù)與傳統(tǒng)的 Si工藝技術(shù)相兼容的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用于集成電路中，因而成為目前提高應(yīng)變集成技術(shù)的重要途徑之一[5-9]。單軸應(yīng)變相對(duì)于雙軸應(yīng)變更適用CMOS集成電路的制造，因此關(guān)于單軸應(yīng)變Si MOSFET的性能研究備受關(guān)注[10-15]。隨著應(yīng)變集成器件及電路技術(shù)在空間、軍事等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，在輻照條件下應(yīng)變集成器件及電路的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越多，因此輻照特性及加固技術(shù)對(duì)應(yīng)變集成器件的研究顯得尤為重要。其中閾值電壓、柵隧穿電流以及熱載流柵電流作為在總劑量輻照條件下器件退化的重要參數(shù)指標(biāo)，基于此，本文應(yīng)用TCAD模擬仿真分析了總劑量、器件幾何參數(shù)、物理參數(shù)等對(duì)閾值電壓、柵隧穿電流以及熱載流子?xùn)烹娏鞯挠绊憽Ｒ虼耍疚姆抡娼Y(jié)果為研究納米級(jí)單軸應(yīng)變Si NMOSFET應(yīng)變集成器件可靠性及電路的應(yīng)用提供了有價(jià)值的理論指導(dǎo)。

1 器件結(jié)構(gòu)及仿真分析

采用器件結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中等效厚度為1 nm，結(jié)深為25 nm，LDD摻雜濃度5e19 cm-3，源/漏極平均摻雜濃度5e20 cm-3，襯底摻雜濃度5e18 cm-3，溝道長(zhǎng)度50 nm，SiN應(yīng)力膜引入溝道張應(yīng)力。……