异质栅器件的短沟道效应研究

论文摘要

随着MOSFET器件尺寸的进一步缩小,由于沟道长度的缩短而引起的短沟道效应对器件的影响随之增加,抑制器件短沟道效应从而提高器件性能就显得十分重要。在查阅国内外相关文献资料的基础上,通过对MOS器件工作原理的深入分析,本文提出了一个由三种不同栅材料构成的新型异质栅MOS器件。采用二维器件模拟软件ISE-TCAD的Mdraw模块建立了三异质栅MOS器件结构;并用ISE-TCAD的Dessis模块对所提出器件的输出特性曲线、亚阈值电压、沟道电势随漏端电压Id变化曲线的性能进行了仿真模拟。仿真结果表明:本文所提出的三异质栅器件的导通电流比传统MOS器件高了1倍,比传统的双栅异质栅器件提高了5%,说明该器件可以在不牺牲泄露电流的情况下获得较大的导通电流。沟道电势与漏端电压Id变化曲线模拟结果显示三异质栅器件的漏致势垒降低（DIBL）效应较小;阈值电压漂移曲线表明在栅长大于150nm的情况下,三栅异质栅器件有着良好的抑制阈值电压漂移的能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 异质栅器件的国内外研究进展
• 1.3 主要内容
• 第二章 器件结构与物理模型的建立
• 2.1 器件结构的建立与结构参数的选取
• 2.1.1 器件结构的建立
• 2.1.2 结构参数的选取
• 2.2 基于ISE-TCAD 物理模型的选取
• 2.2.1 ISE-TCAD 软件简介
• 2.2.2 物理模型选取
• 2.3 本章小结
• 第三章 异质栅器件的输出特性分析
• 3.1 载流子过冲效应
• 3.1.1 载流子速度过冲效应理论基础
• 3.1.2 HMGFET 中的载流子速度过冲研究
• 3.2 异质栅（HMGFET）的输出特性曲线
• 3.2.1 MOS 器件输出特性曲线简介
• 3.2.2 异质栅器件（HMGFET）的输出特性曲线
• 3.3 本章小结
• 第四章 三异质栅器件的短沟道效应研究
• 4.1 三异质栅器件的阈值电压特性
• 4.1.1 短沟道器件的阈值电压模型
• 4.1.2 三异质栅器件的阈值漂移特性
• 4.2 漏致势垒降低（DIBL）效应
• 4.2.1 漏致势垒降低效应简介
• 4.2.2 漏致势垒降低（DIBL）效应理论分析
• 4.2.3 三异质栅器件的漏致势垒降低（DIBL）特性分析
• 4.3 三异质栅器件的亚阈值性能分析
• 4.3.1 亚阈值斜率
• 4.3.2 三异质栅器件的亚阈值斜率
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 致谢
• 参考文献