具有绝缘柱结构的双栅mosfet的性能研究

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1、＇．：－．．．．．费．心密级：保密期限：告餐乂蔓硕±学位论文具有绝缘柱结构的双極ＭＯＳＦＥＴ的性能研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｏｕｂｌｅＧａｔｅＭＯＳＦＥＴｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＰｏｃｋｅｔＤＰ（）学号ＰＩ３２０１０２０姓名李尚君学位类别工学硕±、含策微电子学与固体电子学指导教师陈军宁教授完成时间２０１６年５月答辩委员会主席签名独创性声巧本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成

2、果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的化方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，化不包含为获得安徵大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说巧并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：＞年月心日餐為和／《学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关巧口或机构送交论文的复印件和滋盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行

3、栓索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论义。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）ｌ学位论文作者签名；东為《导师签名：烁琴ｉ签字日期：年＾月日签备；字日期：又々Ｕ年６月日＾摘要近年来，伴随着电子化产业的迅猛发展，芯片集成度的提高，对小型化ＭＯＳ器件性能的要求也随之提高，各种不良现象的出现，。在器件尺寸进入纳米级后直接或间接的影响着器件的性能，目前解决途。为了缓解这些问题对器件的影响Ｗ下几点一径主要有：、寻找新的器件结构和新材料制备工艺；二、使用新的工Ｈ一芝制造技术、

4、寻找性能更佳的理论模型。本文主要采用第种方式，研究新；的器件结构ＤＰＤＧ（Ｄｉｅｌｅｃ化ｋＰｏｃｋｅｔＤｏｕｂｌｅＧａｔｅ）ＭＯＳＦＥＴ。它是基于双栅ＭＯＳＦＥＴ的基础上一，在源漏端沟道侧面添加绝缘柱（ＤＰ）的种结构ＤＰ削弱。了源漏端与沟道之间的电荷分享，提高器件的击穿特性和栅控能力，可更好的抑制短沟道效应（ＳｈｏｒｔＣｈａｎｎｅｌＥｆｅｃｔ，ＳＣＥ），更适合在高温环境下使用，提高了器件的可靠性。因此，随着ＤＰ的加入，使得ＤＰＤＧＭＯＳＦＥＴ在小尺寸器一件中更受欢迎，成为在设计高温纳米级ＣＭＯ

5、Ｓ电路中最佳候选者之。本文是从ＤＰＤＧＭＯＳＦＥＴ沟道结构出发。通过使用Ａｔｌａｓ仿真软件，模拟仿真ＤＰＤＧＭＯＳＦＥＴ电学特性。模拟了ＤＰＤＧＭ０沈ＥＴ与ＤＧＭＯＳＦＥＴ在沟道内的体电势和体电场。结果发现，在源漏沟道绝缘柱表面处的电场和电势会出现大，因此ＤＰＤＧＳＦＥＴｏｔＣａｒｒｉｅＥｆｅｔｓ，ＨＣＥ）幅度的降低ＭＯ在抑制热载流子（Ｈｒｃ？效应和ＳＣＥ效应方面更有优势。模拟了沟道中也的载流子迁移率，ＩｄＶｄｓ特性？Ｖ化及Ｉｄｓ特性。最后，在不同的沟道长度下，分析了ＤＰＤＧＭＯＳＦＥＴ与Ｄ

6、ＧｇＭＯＳＦＥＴ的阔值电压（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｖｏｌｔａｇｅ，Ｖｔ）、亚阔值斜率（ｓｕｂｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓｌｏｐｅ，ＳＳ）Ｗ及漏感应势垒降低效应（ＤｒａｉｎｉｎｄｕｃｅｄＢａｒｒｉｅｒＬｏｗｅｒｉｎｇ，Ｄ旧Ｌ）。结果ＤＰ的ＣＥ和ＳＣＥ对表明，源漏端加入，降低了Ｈ器件性能的影响，提高器件可靠性。，Ｗ源漏端绝缘柱之间的沟道建立二维泊松方程本文是在直角坐标系下，使用抛物线近似方法求解方程，得出在沟道漏端绝缘柱表面的电势模型。通过使用Ａｔｌａｓ仿真工具，分析了不同漏压下，模型处在线性区和饱和区时

7、的建模结果与仿真结果。化及在不同栅长下，模型与仿真数据的比较。分析并验证了模型的准确性。Ｉ具有绝缘柱结构的双栅ＭＯＳＦＥＴ的性能研究讨论并分析了温度对ＤＰＤＧＭＯＳＦＥＴ性能的影响。通过Ａｔｌａｓ仿真软件模拟－－，ＩｄＶｄ、ＩＶ、ＳＣＥ器件在不同温度环境下ｓ曲线ｄｇｓ曲线迁移率ｌｉＡ及等相关特性，温度对器件性能影响很大的分布情况，外界的温度越高，器件的性。结果发现能越差。相比与双栅ＭＯＳＦＥＴ，ＤＰＤＧＭＯＳＦＥＴ在高温环境中性能更佳。最后，ＤＰＤＧＭＯＳＦＥＴ从绝缘柱的属性与结构两方面对性

8、能优化分析：。可Ｗ看出ＤＰ高度越高或是使用更高介电常数的氧化物作为材料，能够有效的提升器件的性能ＤＰ一ＤＰＳＣＥ效应方；源漏端都有结构相比于只存在个漏端的结构在抑制面更有优势。这些改进可Ｗ让器件