Ge溝道肖特基源漏場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備與特性分析.pdf

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為(硅基光電子材料與器件)課題(組)的研究成果，獲得(硅基光電子材料與器件)課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在(硅基光電子材料與器件)實(shí)驗(yàn)室完成。(請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此

2、項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)：；長(zhǎng)凝陳驢l牛年，月l6日摘要隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，SiMOSFET器件的小型化日益接近其物理極限，而具有高遷移率的Ge材料和Hf02等高K介質(zhì)由于其在未來MOSFET技術(shù)中的應(yīng)用前景得到研究者的廣泛關(guān)注。各種新結(jié)構(gòu)GeMOSFET器件中，肖特基源漏場(chǎng)效應(yīng)晶體管(SBMOSFET)因?yàn)樵谠绰\結(jié)的制造、源漏接觸電阻的降低、制備溫度的降低和制備工藝的簡(jiǎn)化等方面具有優(yōu)勢(shì)而成為了研究的熱點(diǎn)

3、。本文首先通過仿真模擬分析了SBMOSFET的特性和工作原理，并分別設(shè)計(jì)了傳統(tǒng)pn結(jié)源漏MOSFET和SBMOSFET兩種器件的結(jié)構(gòu)、工藝及版圖。分別以體Ge、體Si、絕緣體上Ge材料(germaiumoninsulatorGOI)和絕緣體上Si材料(silicononinsulatorSOI)為襯底制備了上述兩種器件，并進(jìn)行相應(yīng)的特性表征和分析，得到的主要成果如下：1、對(duì)P溝道SBMOSFET器件的仿真結(jié)果表明：與體Ge襯底相比，GO

4、I襯底上實(shí)現(xiàn)SBMOSFET具有更大的開態(tài)電流和更小的關(guān)態(tài)電流。器件的驅(qū)動(dòng)電流隨著源漏處肖特基結(jié)的電子勢(shì)壘高度增大而增大；而關(guān)態(tài)電流隨著GOI上Ge層厚度的減小而降低。2、在Ge、si襯底上制備了pn結(jié)源漏MOSFET。其中GeMOSFET的有效空穴遷移率達(dá)到了200cm2V。1。。s1，比傳統(tǒng)SiMOSFET略高，并且是實(shí)驗(yàn)對(duì)照SiMOSFET的三倍左右。但是，由于制備的兩個(gè)器件有效摻雜濃度較低，使器件串聯(lián)電阻非常大，限制了器件驅(qū)動(dòng)電

5、流的提高；另一方面由于在高溫下退火，引起了柵介質(zhì)性能退化。GeMOSFET和SiMOSFET都因這一原因而使器件的轉(zhuǎn)移特性和柵極性能未表現(xiàn)出較理想的性質(zhì)。3、在體Ge、體Si、GOI襯底上制備了SBMOSFET，性能測(cè)試表明，制備的Ge器件獲得了較好的特性，其源漏肖特基結(jié)整流比達(dá)到56102，并獲得了較小的亞閾值擺幅，約278mV／dec；較大的開關(guān)比，約45102；其有效空穴遷移率達(dá)到了275cm2V。S1，比傳統(tǒng)SiMOSFET提升