纳米尺寸高k/Si1-xGex NMOS场效应管性能的数值模拟研究

摘要：

本文展开了高介电常数(k)栅介质Si1-xGexNMOS场效应管性能的数值模拟研究,基于有限元法,建立了纳米尺寸(栅长=15 nm)NMOS场效应管模型.为了研究栅介质和衬底材料参数变化对器件性能的影响规律,利用数值分析手段,在衬底Si1-xGex中Ge组分x从0到1变化区间,选取不同介电常数的栅介质,且其厚度在一定范围内变化时,综合分析了纳米尺寸NMOS场效应管的转移特性曲线和输出特性曲线.分析表明,在栅介质的k值和厚度一定时,随着衬底中Ge组分x从0逐渐增大增加,器件阈值电压持续减小,直到x为85％时突然变大,而在Ge组分继续增大时,阈值电压又维持减小趋势.为了尽量避免隧穿效应,研究了高k栅介质厚度高于5 nm时的器件特性,结果表明,随着栅介质厚度的减小,器件阈值电压减小,驱动电流则持续增大.

关键词：硅锗合金、高介电常数、阈值电压、数值模拟

所属期刊栏目：44

分类号：TN386.1(半导体技术)

资助基金：国家自然科学基金61306007,51374132;河南省教育厅科学技术研究重点项目14A510004;南阳师范学院青年项目QN2015021;河南省先进材料设计与开发创新团队C20150029

在线出版日期：2016-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3656-3665