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新器件结构SGOI低场迁移率模型及数值分析
  • ISSN号:1008-973X
  • 期刊名称:浙江大学学报(工学版)
  • 时间:2013
  • 页码:77-82
  • 分类:O472[理学—半导体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]西南科技大学理学院,四川绵阳621010, [2]山西新华化工有限责任公司,山西太原030008, [3]西安电子科技大学微电子学院,陕西西安710071
  • 相关基金:国家杰出青年基金资助项目(11104226); 西南科技大学博士研究基金资助项目(11zx7132)
  • 相关项目:III-V族半导体异质外延界面原子结构与应变分布规律的高分辨电子显微学研究
中文摘要:

为了减小绝缘层上硅锗(SGOI)自加热和短沟道效应,提出新型的双台阶式埋氧SGOI n型金属氧化物半导体场效应晶体管(nMOSFET).在该器件结构中,采用双台阶式埋氧结构来减小自加热效应,引入接地层(GP)用于减小漏致势垒降低(DIBL).建立应变硅器件的低场迁移率模型并嵌入到器件模拟器Sentaurus Device中.在不同的沟道应变情况下,分析自加热效应随埋氧层的厚度以及短沟道效应随栅长的变化关系.模拟结果表明,相对于Ge组分为0的情况下,Ge组分为0.4的SGOI器件的输出电流提升了至少50%.随着沟道下方埋氧厚度从100nm减小到10nm,自加热温度减小超过60℃;当引入接地层后,DIBL效应减小超过25%,泄漏电流在很大程度上得到抑制.

英文摘要:

A novel device called double step buried oxide (BOX) SGOI n-type metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (nMOSFET) was presented in order to eliminate the self-heating and short channel effect of strained Si grown on relaxed SiGe-on-insulator (SGOI). In this structure, a double step buried oxide was constructed below the channel region for minishing self-heating effect. Meanwhile, a ground plane (GP) was introduced below channel buried layer for reducing drain induced barrier lowering (DIBL) effect. A low field mobility model for strained Si device was established and implemented in the device sim- ulator Sentaurus Device. In different cases of channel strain, both self-heating effect as a function of buried oxide thickness and short channel effect as a function of gate length were analyzed. Numerical simulation results indicate that output current of the device with Ge content of 0. 4 increases by more than 50 percent compared with that of the device without Ge content. As buried oxide thickness below the channel region ranges from 100 to 10 nm, the self-heating temperature decreases by over 60 ℃. DIBL effect decreases by more than 25 percent and leakage current is greatly suppressed when a ground plane is involved.

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期刊信息
  • 《浙江大学学报:工学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:浙江大学
  • 主编:岑可法
  • 地址:杭州市浙大路38号
  • 邮编:310027
  • 邮箱:xbgkb@zju.edu.cn
  • 电话:0571-87952273
  • 国际标准刊号:ISSN:1008-973X
  • 国内统一刊号:ISSN:33-1245/T
  • 邮发代号:32-40
  • 获奖情况:
  • 2000年获浙江省科技期刊质量评比二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:21198