一種MOSFET雙峰效應(yīng)的簡(jiǎn)單評(píng)估方法
4 試驗(yàn)分析
通過對(duì)各種實(shí)驗(yàn)條件的Id-Vg曲線的測(cè)量和雙峰效應(yīng)的評(píng)估,以粒子注入的濃度變化作為變量,雙峰效應(yīng)的量化值作為結(jié)果,建立了兩者變化關(guān)系的模型。圖4和圖5分別是模型的精確度評(píng)估圖和注入濃度對(duì)雙峰效應(yīng)的變化模型圖。
從圖4可以看出模型的精確度(Rsquare)為O.97。這表明,粒子注入濃度和雙峰效應(yīng)具有非常強(qiáng)的相關(guān)性。圖5顯示,雙峰效應(yīng)對(duì)Vt的注入濃度非常敏感。隨著濃度的上升,雙峰效應(yīng)越來越明顯。這個(gè)現(xiàn)象和現(xiàn)有的理論相吻合。由于Vt的注入能量為25 kev,有效摻雜濃度的峰值靠近MOS通道的表面。并且硼的吸出效應(yīng)(out-doping)明顯,隨著粒子注入濃度的升高,通道正下方的有效摻雜濃度上升,但側(cè)壁位置的有效濃度變化不大,致使這兩個(gè)位置的濃度差異增加。同時(shí),硼的有效濃度的增加,會(huì)導(dǎo)致通道正下方的閾值臨界電壓Vt的上升。這個(gè)變化會(huì)使得MOS通道下方開啟時(shí)間延遲,從而側(cè)壁寄生晶體管的預(yù)先開啟時(shí)間變長(zhǎng),進(jìn)一步導(dǎo)致漏電量的增加。同理,采用的雙峰效應(yīng)的量化評(píng)估值就會(huì)增加,雙峰效應(yīng)明顯。與Vt注入相比,Punch-through注入的濃度變化對(duì)雙峰效應(yīng)的影響不明顯。這是因?yàn)殂熢氐奈鲂?yīng)不明顯,所以銦的有效濃度的變化對(duì)通道正下方和側(cè)壁位置的有效摻雜濃度的差異貢獻(xiàn)不大,從而雙峰效應(yīng)對(duì)銦的濃度變化相對(duì)不敏感。
本文的模型可以用于定性和定量的分析,但是對(duì)于MOSFET來說,V的粒子注入條件也影響晶體管整體的電學(xué)特性。所以,在確定最優(yōu)化的摻雜濃度條件時(shí),要綜合考慮。
5 結(jié) 語
MOSFET的中心區(qū)域和側(cè)壁位置的有效摻雜粒子濃度的均勻分布是解決雙峰效應(yīng)的根本條件。不論這兩個(gè)位置的有效摻雜濃度差異的形成原因,理論上都可以找到一個(gè)比較優(yōu)化的工藝條件,使得有效摻雜濃度分布均勻,從而減少或消除雙峰效應(yīng)的影響。通過對(duì)雙峰效應(yīng)的量化評(píng)估,建立摻雜濃度和雙峰效應(yīng)相互關(guān)系的模型,從定性和定量的角度進(jìn)一步了解和確定優(yōu)化條件。
評(píng)論