應(yīng)變MOS器件特性研究.pdf

1、應(yīng)變MOS器件是在以Si為基礎(chǔ)的MOS器件制造過(guò)程中引入了應(yīng)變。利用Si和SiGe的晶格常數(shù)差異可以產(chǎn)生壓應(yīng)變或張應(yīng)變,從而提高載流子的遷移率。這使得MOS器件的性能在特征尺寸不變的情況下獲得了很大的提升。此外,應(yīng)變MOS器件還具有與傳統(tǒng)的體Si工藝兼容、能帶結(jié)構(gòu)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。由于應(yīng)變MOS器件有上述眾多優(yōu)點(diǎn),在增加少量投資的情況,將它應(yīng)用于現(xiàn)有的集成電路生產(chǎn)線中,不僅能夠使芯片性能大幅提高,而且還將極大地延長(zhǎng)耗資巨大的集成電路生產(chǎn)線的使

2、用年限。因此,應(yīng)變MOS器件具有很好的應(yīng)用前景。
　　 另外,由于晶體Si中空穴遷移率比電子遷移率低,使PMOS的電流驅(qū)動(dòng)能力和速度比NMOS差。因此Si基CMOS電路的性能在很大程度上受PMOS器件的制約。在CMOS集成電路設(shè)計(jì)中,為了使PMOS的性能與NMOS相匹配,通常PMOS的版圖設(shè)計(jì)面積要比NMOS大2到3倍,這將會(huì)導(dǎo)致芯片集成度、速度的降低以及功耗的增加。應(yīng)變SiGe量子阱溝道PMOS能夠有效提高空穴遷移率,增強(qiáng)了P

3、MOS的驅(qū)動(dòng)能力。因此,在CMOS電路中可以采用寬長(zhǎng)比較小的應(yīng)變SiGe量子阱溝道PMOS來(lái)保證NMOS和PMOS的驅(qū)動(dòng)能力基本一致,這樣不但減小了芯片的面積,而且保證了CMOS對(duì)稱性,提高了電路性能。
　　 本論文研究?jī)?nèi)容為應(yīng)變MOS器件特性,為此做了以下研究工作:分析了應(yīng)變MOS器件國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r,闡明了所面臨的問(wèn)題；從材料的基本物理屬性出發(fā),研究應(yīng)變Si、應(yīng)變SiGe的晶格結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)；分析了應(yīng)變MOS器件的優(yōu)勢(shì),說(shuō)