为了进一步提高深亚微米SOI(Silicon-On-Insulator)MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)的电流驱动能力,抑制短沟道效应和漏致势垒降低效应,提出了非对称Halo异质栅应变Si SOI MOSFET.在沟道源端一侧引入高掺杂Halo结构,栅极由不同功函数的两种材料组成.考虑新器件结构特点和应变的影响,修正了平带电压和内建电势.为新结构器件建立了全耗尽条件下的表面势和阈值电压二维解析模型.模型详细分析了应变对表面势、表面场强、阈值电压的影响,考虑了金属栅长度及功函数差变化的影响.研究结果表明,提出的新器件结构能进一步提高电流驱动能力,抑制短沟道效应和抑制漏致势垒降低效应,为新器件物理参数设计提供了重要参考.
本文研究了0.8μm SOI NMOS晶体管,经剂量率为50rad(Si)/s的60Coγ射线辐照之后的总剂量效应,分析了器件在不同辐照条件和测量偏置下的辐照响应特性.研究结果表明:器件辐照时的栅偏置电压越高,辐照后栅氧化层中积累的空穴陷阱电荷越多,引起的漏极泄漏电流越大.对于漏偏置为5V的器件,当栅电压大于阈值电压时,前栅ID-VG特性曲线中的漏极电流因碰撞电离而突然增大,体电极的电流曲线呈现倒立的钟形.
本文对PD SOI NMOS器件进行了60Coγ射线总剂量辐照的实验测试,分析了不同的栅长对器件辐射效应的影响及其物理机理.研究结果表明,短沟道器件辐照后感生的界面态密度更大,使器件跨导出现退化.PD SOI器件的局部浮体效应是造成不同栅长器件辐照后输出特性变化不一致的主要原因.短沟道器件输出特性的击穿电压更低.在关态偏置条件下,由于背栅晶体管更严重的辐射效应,短沟道SOI器件的电离辐射效应比同样偏置条件下长沟道器件严重.
