一种型双掺杂多晶硅栅MOSFET的研究
DDPG MOSFET作为一种新型的MOS器件，它具有提高驱动电流，提高器件的跨导和截止频率等优点。但是经过研究发现该器件仍然存在许多缺陷，例如关态电流和栅泄漏电流都比普通单栅MOS器件大很多，其跨导受到短沟道效应而减小的趋势较为明显。所以针对上述问题，本文在复合栅结构的基础上提出了一种新型器件DDPGPD MOSFET，该器件的创新之处在于近漏端沟道处加入了P+掩埋层并且加厚了D-gate氧化层厚度。 本文首先从工艺角度着手，提出了实现DDPGPD的工艺步骤，特别是针对栅的实现以及P+掩埋层加入和D-gate氧化层加厚这三个主要的工艺步骤给出了详细的工艺流程和参数。使用工艺模拟软件TSUPREM设计了DDPGPD工艺制作步骤，并将得到的结构文件导入Medici中进行电学特性模拟。 在比较器件性能时首先要建立统一的阈值电压，所以首先对DDPGPD的Vth进行了分析。由于表电势最小值始终保持在S-gate下，因此S-gate浓度增加使器件阈值电压增加;而D-gate浓度并不会影响阈值电压但是提高其浓度会增加驱动电流。而当P+掩埋层浓度和D-gate氧化层厚度在适当范围内，对阂值电压和驱动电流都不会产生影响。由于DDPG器件D-gate功函数较低，导致D-gate对沟道控制过强，使得DDPG关态电流和栅泄漏电流都比普通MOS器件大。而DDPGPD有效的减小了关态电流和栅泄漏电流，除此之外对于DIBL效应有更好的抑制效果。 分析了DDPGPD瞬态特性，包括栅电容、跨导和截止频率。简化了栅电容的组成成分，给出了栅电容的等效电路，并且与DDPG栅电容比较发现DDPGPD具有更小的栅电容。比较了不同尺寸下DDPGPD，DDPG和NMOSFET的跨导，发现DDPGPD不仅保留了DDPG跨导比NMOSFET大的优点，而且抑制了DDPG跨导受到短沟道效应的影响，使跨导在原有基础上再次提高。最后通过计算得到截止频率，发现DDPGPD具有更大的截止频率，从而具有更快的响应速度。
P+掩埋层;D-gate氧化层;泄漏电流;截止频率;多晶硅栅;DDPGPD工艺
安徽大学
硕士
微电子学与固体电子学
代月花
2015
中文
TN432
63
2015-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）