《納米MOS器件中的表面粗糙度散射機理研究》是依託浙江大學，由趙毅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：納米MOS器件中的表面粗糙度散射機理研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：趙毅
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
現代積體電路技術已經進入納米時代，用於實際積體電路的場效應電晶體（MOS）的柵極長度已經遠遠小於100nm。積體電路晶片的性能隨著MOS器件尺寸的變小而得以提高。決定MOS器件性能的一個重要參數是場效應電晶體反型層中載流子的遷移率，其具有很強的溝道電場依存性。隨著電場的增大，主導的散射機制不同，在高電場下，起主導作用的是SiO2/Si界面粗糙度散射。本項目將結合超低溫測試和超高分辨透射電鏡（TEM）觀察研究納米MOS器件（65nm和90nm工藝）中的SiO2/Si界面粗糙度散射機理。定量研究不同柵極氧化物（SiO2，SiON，高k等）MOS器件（包括n與pMOS器件）中的界面粗糙度散射並澄清其散射機理的不同。進一步，將研究表面粗糙度與器件可靠性直接的關聯。用超高分辨TEM直接研究MOS界面粗糙度，並和遷移率結果對比，提出在高k、新溝道時代如何提高反型層載流子高場遷移率，抑止界面粗糙度。
結題摘要
在本課題的執行期內，我們緊密圍繞課題任務書中的要求，在納米MOS器件尤其是新溝道材料和新結構器件中的表面粗糙度散射機理方面開展了大量的工作，主要包括：（1）多柵（Fin）Ge溝道MOS器件的製備工藝研究。提出了SF6/CF4循環反應離子刻蝕（RIE）技術，大大降低了Fin的表面粗糙度並且最佳化了FinFET器件中Fin的形貌；（2）提出了一種製備高質量Ge MOS結構的新方法-臭氧後處理法，研究了臭氧處理和GeO2界面層對高k柵極介質Ge MOSFET器件可靠性的影響，並提出了相應模型；（3）研究了不同柵極結構（GeO2/Ge和Al2O3/Ge）中MOS反型層中的載流子散散機理和可靠性行為；（4）研究了不同晶向Ge MOSFET器件中載流子輸運與Si MOSFET中的區別，提出了統一的模型，尤其在表面粗糙度散射方面，Ge表現出了與Si很大的不同；（5）研究了利用高分辨TEM表征MOS器件的界面形狀，並進一步提取出形狀函式，與MOS器件遷移率的測試結果對比，定量給出TEM樣品厚度對表征粗糙度和後續計算遷移率的影響。同時定量研究了應變對Si MOS界面粗糙度的影響；（6）研究了應變對Si pMOSFETs 負偏壓不穩定（NBTI）特性的影響，載流子的分布函式出發，提出了一個統一的模型用於解釋如何合理利用應變來改善器件的可靠性特性。
