利用TCAD方法优化设计金属栅CMOS工艺及电路

为了降低集成电路制造工艺的成本,用计算机辅助工艺设计(TCAD)的方法开发了金属铝栅CMOS工艺.首先利用3μm金属铝栅工艺对模拟软件TSUPREM-4和器件模拟软件MED ICI进行了校准,再对金属铝栅1.5μm短沟道CMOS工艺进行器件结构、工艺和电气性能等参数的模拟,以最简约工艺在现有工艺线上成功流水了1.5μm铝栅CMOS.实际测试阈值电压为±0.6V,击穿达到11V,各项指标参数的模拟与实际测试误差在5%以内,并将工艺开发和电路设计结合起来,用电路的性能验证了工艺.利用TCAD方法已成为集成电路和分立器件设计和制造的重要方法.

先进的小尺寸金属栅CMOS工艺开发

利用校准之后工艺模拟软件TSUPREM-4和器件模拟软件MEDICI,采用工艺模拟与实际工艺流片相结合的方法对沟道尺寸为0．8μm-2μm之间的金属铝栅CMOS进行器件模拟、试验及分析,提出了相应的工艺及改进措施,确定了器件的结构、工艺等参数,提出了一个可行的工艺流程。通过对晶体管部分特征参数和电学特性的详细分析,最终获得了满意的设计参数和性能。同时通过对在此工艺平台下的各种端口的ESD保护结构进行试验与分析,找出满足2kV HBM模式的ESD保护结构与设计规则。

新型半导体器件及工艺基础研究

为了提高系统芯片的可靠性和性能价格比,增强其市场竞争力,缩小器件特征尺寸并提高集成度仍是一个主要的途径。当器件特征尺寸进入亚50nm以后,大量来自于传统工作模式、传统材料、传统工艺乃至传统器件物理基础等方面的问题将成为器件特征尺寸进一步缩小的限制性因素。因此我们的973项目从新型材料、半导体器件分析、新型器件结构、关键制备工艺等方面开展了深入的研究。本文主要介绍我们在新型半导体器件结构以及制备工艺方面取得的主要成果,具体包括平面双栅器件、金属栅器件、垂直沟道双栅器件、DSOI器件、SON器件、SOI肖特基晶体管、高K介质器件等。