應(yīng)變RFLDMOSFET的研究.pdf

1、應(yīng)變技術(shù)通過對(duì)能帶進(jìn)行調(diào)制以減小載流子有效質(zhì)量與散射率，提升載流子遷移率從而提升器件性能，且與CMOS工藝兼容，被廣泛運(yùn)用于MOS器件中。傳統(tǒng)的接觸刻蝕阻擋層（Contact Etch Stop Layer, CESL）技術(shù)難以同時(shí)提升 RF LDMOSFET的溝道區(qū)和漂移區(qū)載流子遷移率。另外隨著器件尺寸進(jìn)一步縮小，傳統(tǒng)應(yīng)變技術(shù)或傳統(tǒng)PSOI技術(shù)均難以既提升RF LDMOSFET器件性能又有效抑制短溝道效應(yīng)。針對(duì)以上問題，本文通過理論與

2、仿真分析，對(duì)應(yīng)變RF LDMOSFET開展了如下研究：
　　首先，運(yùn)用Sentaurus仿真分析了漂移區(qū)正應(yīng)變射頻LDMOSFET的力學(xué)特性和電學(xué)特性。為解決漂移區(qū)應(yīng)力反型，載流子遷移率降低的問題，提出的漂移區(qū)正應(yīng)變射頻器件通過在漂移區(qū)表面淀積與其他區(qū)域不同性質(zhì)的應(yīng)力膜，成功地向溝道和漂移區(qū)引入了同型應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)提升漂移區(qū)和溝道載流子遷移率的目的，使得漂移區(qū)遷移率提升達(dá)24％。傳統(tǒng)PSOI RF LDMOSFET器件的頂層硅厚

3、度減薄使漂移區(qū)變得狹長(zhǎng)、漂移區(qū)應(yīng)力反型均使漂移區(qū)電阻增大。漂移區(qū)正應(yīng)變射頻器件的漂移區(qū)應(yīng)力與溝道同型，使得漂移區(qū)載流子遷移率獲得較大提升導(dǎo)通電阻降低。此外高漏壓低柵壓偏置時(shí)漂移區(qū)表層處于耗盡狀態(tài)，此時(shí)導(dǎo)通電阻和頻率特性的提升主要由溝道遷移率決定，因此相比無應(yīng)變器件，普通 CESL應(yīng)變和新型CESL應(yīng)變的截止頻率提升幅度相近，提升幅度分別為24%與28%；高柵壓時(shí)漂移區(qū)表面電子積累，此時(shí)由于普通CESL應(yīng)變使得漂移區(qū)載流子遷移率降低，因此

4、溝道正應(yīng)變器件和常規(guī)應(yīng)變器件相比普通無應(yīng)變射頻器件，對(duì)應(yīng)高柵壓時(shí)的截止頻率分別提升18.9%和5.5%。
　　其次，運(yùn)用Sentaurus仿真分析了超薄應(yīng)變PSOI RF LDMOSFET的力學(xué)特性和電學(xué)特性。Sentaurus Sdevice有限元仿真軟件仿真表明超薄應(yīng)變 PSOI RF LDMOS器件的驅(qū)動(dòng)能力相對(duì)無應(yīng)變體硅射頻LDMOS提升達(dá)73%，大于超薄SOI單獨(dú)作用（提升37.2%）與應(yīng)變技術(shù)單獨(dú)作用（提升24.6%）