小尺寸高k柵介質(zhì)MOS器件柵極漏電特性研究.pdf_第1頁(yè)
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1、隨著MOSFET尺寸的縮小，柵氧化層厚度不斷減小，柵極漏電流迅速增加。高k柵介質(zhì)取代傳統(tǒng)的SiO2后能有效減小柵極漏電，因此成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。 本文主要研究了小尺寸MOS器件的柵極漏電特性。在器件物理基礎(chǔ)上，考慮了量子效應(yīng)的影響，給出了完整的泊松方程邊界條件，通過(guò)自洽的方法求解一維薛定諤和二維泊松方程，準(zhǔn)確的計(jì)算出了載流子濃度分布以及量子化能級(jí)等。 在上述計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用MWKB方法計(jì)算了電子隧穿幾率，從而建立

2、了不同柵壓偏置下超薄柵介質(zhì)MOSFET的直接隧穿電流模型。一維模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)十分吻合，表明了模型的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。二維模擬結(jié)果表明，低柵壓下，溝道邊緣隧穿電流遠(yuǎn)大于溝道中心隧穿電流，溝道各處的隧穿電流均大于一維模擬結(jié)果；高柵壓下，溝道各處的隧穿電流趨于一致，且逼近一維模擬結(jié)果。 對(duì)器件的界面特性和柵極漏電機(jī)理的分析表明，界面態(tài)和氧化物陷阱是引起大的柵極漏電流的重要因素。采用新穎的O2+C2HCl3(TCE)表面預(yù)處理工藝可以

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