对称双栅高斯掺杂应变Si金属氧化物半导体场效应管的二维解析模型

李劲，吴笑峰，席在芳，胡仕刚，李目

（湖南科技大学 信息与电气工程学院，湖南 湘潭，411201）

对称双栅高斯掺杂应变Si金属氧化物半导体场效应管的二维解析模型

李劲，吴笑峰，席在芳，胡仕刚，李目

（湖南科技大学 信息与电气工程学院，湖南 湘潭，411201）

基于扩散、阈值调整和离子注入等工艺过程导致器件的沟道区的掺杂分布不均匀，提出对称双栅高斯掺杂应变硅 MOSFET器件，并对其相关特性进行研究。通过对沟道二维泊松方程求解建立该器件结构的表面势和阈值电压模型，分析弛豫SiGe层的Ge组分和掺杂偏差σn对表面势和阈值电压的影响。此外，还对比分析高斯掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件和均匀掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件的表面势和阈值电压。研究结果表明：阈值电压随应变Si膜中Ge组分的增加而降低；表面势和阈值电压随偏差σn的增加而减小；高斯掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件和均匀掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件的表面势和阈值电压相差较大，表明非均匀掺杂对器件表面势和阈值电压等影响较大。

高斯掺杂；应变Si； 阈值电压

几十年以来，随着MOSFET器件的尺寸不断缩小到深亚微米甚至纳米尺度，短沟道效应、漏致势垒降低效应和低驱动电流现象对器件性能的影响性能愈来愈显著。双栅MOSFET器件是一种极具应用前景的器件。双栅器件不仅可以很好地抑制短沟道效应、DIBL效应，降低亚阈值漏电流，具有理想的亚阈值斜率，而且不需要采用较高的沟道掺杂浓度就可以提高载流子迁移率，降低掺杂涨落及偏差对器件性能的影响，还可以提高沟道导电能力，提高器件电流驱动能力和栅控能力［1-3］。……