無結FinFET器件三維仿真研究.pdf

1、近年來，半導體技術飛速發展，根據摩爾定律，半導體器件的尺寸必須不斷縮小，現已進入納米級領域，伴隨而來的則是極具挑戰的制作工藝和衰退的器件性能。其中，FinFET器件由于具有三面立體式的柵極結構設計，可增強柵極對溝道的控制能力，抑制溝道穿通效應所產生的漏電流，因此已經被工業界所采用，正逐漸成為主流基本單元器件。但隨著器件尺寸的繼續縮小，更嚴重的問題又出現了，近年來出現的源、漏和溝道摻雜類型和濃度均一致的無結FinFET器件被認為是能夠克服

2、傳統FinFET極具挑戰的制作工藝和較高的熱預算，可滿足FinFET結構尺寸繼續縮小的下一代主流器件結構。
　　本論文利用仿真軟件Sentaurus TCAD對無結FinFET器件進行了三維電學特性仿真研究，并進一步深入研究了結構參數對器件性能的影響。仿真結果顯示，無結FinFET器件與相同條件下的傳統反型FinFET器件相比，DIBL（Drain Induced Barrier Lowing）值降低了50％，亞閾值斜率也降低了1

3、3%，證明無結FinFET器件抑制短溝道效應的能力增強。且減小器件的截面積，增大柵極長度或減小柵氧厚度均可以達到改善器件電學性能的目的。但由于無結器件內溝道區摻雜濃度過高，導致驅動電流較低，因此采用雙材料柵結構和High-K介質側墻結構進一步改善了無結FinFET器件的電流驅動能力和抗短溝道效應能力。結果證明雙材料柵無結 FinFET器件相比于單材料柵無結FinFET器件，驅動電流得到了顯著的提高，DIBL值也減小了近43%，而亞閾值斜