ITRS2009 预计:2016 年左右以纳米FinFET 为代表的非传统多栅CMOS 可能代替体硅结构用于21nm 节点后的集成电路技术,而可靠性问题是该技术成为主流所必须解决的关键技术之一。但当前国际上对纳米FinFET 器件可靠性的研究还并不成熟,也没有SPICE 模型对因器件性能的退化带来的电路性能改变进行仿真预测。因此,本项目将深入研究纳米FinFET 的可靠性物理,建立新型栅介质的阈值电压动态弛豫,热载流子注入,以及负偏压不稳定性等器件性能退化模型和寿命预测模型,用先进测量条件下的实际测量数据对模型进行验证,并将FinFET 器件性能退化模型植入电路SPICE 模型,对电路的性能退化进行仿真和预测。本项目的成果将为发展自主FinFET 电路模型和EDA 工具方面作出力所能及的贡献。
FinFET;Reliability;Modeling;Junctionless devices;
本项目在前期调研基础上,按计划逐步展开各项研究。完成界面态和氧化层陷阱分离技术,建立FinFET器件的可靠性模型,对电路性能退化进行预测。完成制造过程中结构参数、掺杂涨落和热载流子效应对FinFET器件特性影响的研究,为器件的设计和制造提供参考和指导。同时构建基于FinFET的 SRAM,研究掺杂涨落对其特性的影响。完成的纳米FinFET器件三个模型动态阈值模型,负偏压温度不稳定性(NBTI)模型以及静态和动态NBTI退化预测模型,为FinFET可靠性问题提供预测方案和SPICE应用提供支撑。同时经过研究组两年的工作,提前完成申请书的研究计划,在项目中后期根据国际器件和电路最新发展情况,开展国际热点无结FinFET特性和可靠性的相关研究。完成无结多栅器件垂直沟道不均匀性、线粗糙程度(LER)对器件特性影响的研究。同时,提出双材料栅结构用来提升无结器件电流驱动能力。为FinFET及多栅器件继续优化提供备选方案。项目共发表Sci期刊论文4篇,Ei会议论文9篇,撰写专著章节一节,申请专利2项。项目培养博士生1名,硕士生4名,并联合培养博士生1名。