基于势阱近似的小尺寸MOSFETs反型层解析模型

将垂直于栅氧化层/衬底界面方向的反型层电势分布规律近似为耗尽层的电势分布规律,采用WKB近似方法求解薛定谔方程,得到了量子机制下分析MOSFETs反型层的解析模型,进而对Al/SiO2/p-Si MOSFETs能级、子带电子密度和反型层质心进行了模拟计算,并将模拟结果与数值自洽结果进行了比较,模拟结果较好地与数值自洽结果相吻合。

LaTiO高k栅介质Ge MOS电容电特性及Ti含量优化

采用共反应溅射法将Ti添加到La_2O_3中,制备了LaTiO/Ge金属-氧化物-半导体电容,并就Ti含量对器件电特性的影响进行了仔细研究.由于Ti-基氧化物具有极高的介电常数,LaTiO栅介质能够获得高k值;然而由于界面/近界面缺陷随着Ti含量的升高而增加,添加Ti使界面质量恶化,进而使栅极漏电流增大、器件可靠性降低.因此,为了在器件电特性之间实现协调,对Ti含量进行优化显得尤为重要.就所研究的Ti/La_2O_3比率而言,18.4%的Ti/La_2O_3比率最合适.该比率导致器件呈现出高k值(22.7)、低D_(it)(5.5×10^(11)eV^(-1)·cm^(-2))、可接受的J_g(V_g=1V,J_g=7.1×10^(-3)A·cm^(-2))和良好的器件可靠性.

LaON钝化层改善HfTiO高k栅介质Ge MOS电容电特性(英文)

采用溅射法淀积一层LaON薄膜作为钝化层,制备了HfTiO栅介质Ge MOS电容,并对它们的电特性进行了仔细研究。HfTiO/LaON堆栈栅介质Ge MOS电容呈现出许多比HfTiO Ge MOS电容更好的电特性,如更低的界面态密度(4.5×10^(11)eV^(-1)/cm^2)、更小的栅极漏电流(1.08×10^(-5)A/cm^2 at V_(fb)+1 V)和更大的k值(24.8)。获得这些结果的机理在于LaON钝化层能有效阻止O、Ti、Hf和Ge的相互扩散,从而抑制HfGeTiO界面层的生长。HfTiO/LaON是高质量Ge MOS器件有前途的高k栅介质。

Y_2O_3改善HfO_2高k栅介质Ge MOS电容的电特性及可靠性

以Y_2O_3薄膜作为夹层,采用磁控溅射法制备了HfO_2/Y_2O_3叠层高k栅介质Ge MOS电容,并对其电特性及高场应力特性进行了仔细研究。结果表明,Y_2O_3夹层能显著地改善Ge MOS器件的界面质量、k值、栅极漏电流特性、频率色散特性和器件可靠性。因此,HfO_2/Y_2O_3/Ge MOS电容表现出较低的界面态密度(6.4×1011 eV^(-1)cm^(-2))、较高的k值(21.6)、较小的栅极漏电流密度(Vg=1V+Vfb时,Jg=1.65×10^(-6) A·cm^(-2))、极小的频率色散以及良好的器件可靠性。其机理在于Y_2O_3夹层能充当阻挡层角色,有效地阻挡了Hf、O与Ge的相互扩散,从而抑制了不稳定低k GeO_x夹层的生长。