高性能应变SiGe PMOSFET器件结构设计与关键工艺研究

作     者：陈睿 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡辉勇

授予年度：2011年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：应变SiGe PMOSFEI 量子阱沟道 制备工艺 离子注入 

摘      要：SiGe技术利用SiGe／si之间的带隙差和晶格失配率，将能带工程与应变工程引入si基器件与集成电路的制造当中，提高了器件载流子迁移率和器件结构设计的灵活性，从而增强了si基器件电学性能，为si集成电路的持续发展提供了一条有效的途径。 本文从弛豫si与SiGe材料的基本物理特性与应变SiGe材料的制备工艺入手，分析了应变SiCe材料的应力引入机制，基于弛豫si与SiGe材料的能带结构，重点研究了应变SiGe材料空穴迁移率增强机制，建立应变SiGe材料的迁移率、介电常数、价带带隙差等主要物理参数的解析模型;基于器件物理，结合应变SiGe PM（）s结构与制造工艺特点，采用耗尽层近似建立了量子阱沟道应变SiGe PM（）s的阈值电压模型，该模型反映了衬底与沟道掺杂浓度，沟道锗组分，硅帽厚度等物理与几何结构参数对阈值电压的影响;在以上研究的基础上，研究分析了应变SiGe材料制备温度与生长速度、离子注入能量与剂量、快速热退火时间与温度等关键工艺参数对量子阱沟道应变Si(}ePMOs器件物理、电学特性的影响;最后利用工艺仿真SilvaCO软件对器件性能与制备工艺进行仿真、优化，获得了优化的量子阱沟道应变SiGe PMOs器件制备工艺步骤与工艺条件，以及性能增强的器件结构模型，为应变SiGe器件的制造与应用奠定了技术基础。