基于Dual-k层的新型FinFET结构射频模拟特性研究
发布时间：2022-08-12 09:49
随着近半个世纪以来半导体产业的发展与前行,由于具有强大的栅极控制能力,良好的芯片集成度,FinFET器件结构已经成为了 14nm以下工艺技术发展的核心器件。通过高k栅介质层的引入,结合源漏外延区域,配合最优的结构参数,双k层对称FinFET（Dual-kFinFET）结构能够有效增强栅极控制能力,抑制短沟道效应恶化。但是高k层的增加导致相互平面之间的耦合效应增强,寄生效应严重,而高的寄生栅电容和低的截止频率制约着器件射频模拟特性的进一步发展。为了解决这些问题,本文提出了不对称双k层漏外延FinFET结构——AsymD-kkDEFinFET,并对其射频模拟特性进行了研究,具体研究内容如下:1)基于Dual-k层的FinFET器件结构,研究分析了提升射频模拟特性的几何参数模型。仿真结果显示最优的结构参数可以使器件内部增益Av提高到25dB,符合ITRS技术预测目标。但是高k层的增加影响器件的寄生效应,寄生栅电容过高,截止频率低,制约着器件射频模拟特性的发展。2)基于Dual-k层的FinFET器件结构,提出源漏边高k层使用不同k值介质材料的不对称双k层结构,优化器件的寄生效应。相比与双k层...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 FINFET器件的产生与发展
1.2 国内外研究发展动态
1.2.1 国外研究动态
1.2.2 国内研究动态
1.3 本论文的研究工作及内容安排
第二章 三栅FINFET器件的结构与特性分析
2.1 三栅FINFET器件的基本电学特性分析
2.1.1 三栅FinFET器件的伏安特性基本理论
2.1.2 三栅FinFET器件的阈值电压分析
2.2 三栅FINFET器件的结构参数与短沟道效应分析
2.2.1 三栅FinFET短沟道效应的特性研究
2.2.2 三栅FinFET器件参数变化对短沟道效应的影响
2.3 三栅FINFET器件常用仿真介绍及工艺流程
2.3.1 三栅FinFET器件仿真常用物理模型
2.3.2 三栅FinFET器件仿真流程
2.3.3 三栅FinFET器件结构分析与工艺实现流程
2.4 本章小结
第三章 基于DUAL-K层的FINFET结构射频模拟特性与几何参数模型
3.1 基于DUAL-K层的FINFET器件结构射频模拟特性指标
3.1.1 器件K值材料的筛选与影响
3.1.2 器件寄生电容估算模型
3.1.3 器件射频模拟特性指标
3.2 基于DUAL-K层的FINFET器件参数与射频模拟性能相关性研究
3.2.1 Fin高度与器件性能相关性
3.2.2 Fin宽度与器件性能相关性
3.2.3 Fin源漏外延长度与器件性能相关性
3.2.4 内部高k层厚度与器件性能相关性
3.3 适用于DUAI-K层FINFET结构射频模拟特性的几何参数建模
3.4 本章小结
第四章 不对称双K层漏外延新型FINFET结构
4.1 不对称双K层FINFET器件结构
4.1.1 不对称双k层结构射频模拟特性分析
4.1.2 不对称双k层FinFET器件结构建模及结果分析
4.2 不对称漏外延FINFET器件结构
4.2.1 不对称漏外延结构射频模拟特性分析
4.2.2 不对称漏外延结构结果分析与对比
4.3 不对称双K层漏外延新型FINFET结构设计与建模
4.4 本章小节
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]英特尔号称10纳米工艺芯片领先对手整整一代[J]. 王恒宇. 计算机与网络. 2017(08)
[2]台积电将率先发布7nm FinFET技术[J]. 半导体信息. 2016 (06)
[3]Al2O3/GaSb p-MOSFET器件电学性质模拟（英文）[J]. 甘凯仙,王林,邢怀中. 红外与毫米波学报. 2015(05)
[4]部分耗尽结构绝缘体上硅器件的低频噪声特性[J]. 王凯,刘远,陈海波,邓婉玲,恩云飞,张平. 物理学报. 2015(10)
[5]短沟道双栅MOSFET二维表面势解析模型[J]. 王睿,赵青云,朱兆旻,顾晓峰. 固体电子学研究与进展. 2013(04)
[6]基于体硅衬底制作全耗尽FinFET器件的工艺方案[J]. 刘佳,骆志炯. 微电子学. 2013(01)
[7]后摩尔时代集成电路的新器件技术[J]. 黄如,黎明,安霞,王润声,蔡一茂. 中国科学:信息科学. 2012(12)
[8]考虑量子效应的高k栅介质SOI MOSFET特性研究[J]. 曹磊,刘红侠. 物理学报. 2012(24)
博士论文
[1]新型纳米SOI MOS器件结构分析与可靠性研究[D]. 曹磊.西安电子科技大学 2013
硕士论文
[1]短沟道双栅和围栅MOSFET的模拟研究[D]. 王睿.江南大学 2014
本文编号：3675657
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 FINFET器件的产生与发展
1.2 国内外研究发展动态
1.2.1 国外研究动态
1.2.2 国内研究动态
1.3 本论文的研究工作及内容安排
第二章 三栅FINFET器件的结构与特性分析
2.1 三栅FINFET器件的基本电学特性分析
2.1.1 三栅FinFET器件的伏安特性基本理论
2.1.2 三栅FinFET器件的阈值电压分析
2.2 三栅FINFET器件的结构参数与短沟道效应分析
2.2.1 三栅FinFET短沟道效应的特性研究
2.2.2 三栅FinFET器件参数变化对短沟道效应的影响
2.3 三栅FINFET器件常用仿真介绍及工艺流程
2.3.1 三栅FinFET器件仿真常用物理模型
2.3.2 三栅FinFET器件仿真流程
2.3.3 三栅FinFET器件结构分析与工艺实现流程
2.4 本章小结
第三章 基于DUAL-K层的FINFET结构射频模拟特性与几何参数模型
3.1 基于DUAL-K层的FINFET器件结构射频模拟特性指标
3.1.1 器件K值材料的筛选与影响
3.1.2 器件寄生电容估算模型
3.1.3 器件射频模拟特性指标
3.2 基于DUAL-K层的FINFET器件参数与射频模拟性能相关性研究
3.2.1 Fin高度与器件性能相关性
3.2.2 Fin宽度与器件性能相关性
3.2.3 Fin源漏外延长度与器件性能相关性
3.2.4 内部高k层厚度与器件性能相关性
3.3 适用于DUAI-K层FINFET结构射频模拟特性的几何参数建模
3.4 本章小结
第四章 不对称双K层漏外延新型FINFET结构
4.1 不对称双K层FINFET器件结构
4.1.1 不对称双k层结构射频模拟特性分析
4.1.2 不对称双k层FinFET器件结构建模及结果分析
4.2 不对称漏外延FINFET器件结构
4.2.1 不对称漏外延结构射频模拟特性分析
4.2.2 不对称漏外延结构结果分析与对比
4.3 不对称双K层漏外延新型FINFET结构设计与建模
4.4 本章小节
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]英特尔号称10纳米工艺芯片领先对手整整一代[J]. 王恒宇. 计算机与网络. 2017(08)
[2]台积电将率先发布7nm FinFET技术[J]. 半导体信息. 2016 (06)
[3]Al2O3/GaSb p-MOSFET器件电学性质模拟（英文）[J]. 甘凯仙,王林,邢怀中. 红外与毫米波学报. 2015(05)
[4]部分耗尽结构绝缘体上硅器件的低频噪声特性[J]. 王凯,刘远,陈海波,邓婉玲,恩云飞,张平. 物理学报. 2015(10)
[5]短沟道双栅MOSFET二维表面势解析模型[J]. 王睿,赵青云,朱兆旻,顾晓峰. 固体电子学研究与进展. 2013(04)
[6]基于体硅衬底制作全耗尽FinFET器件的工艺方案[J]. 刘佳,骆志炯. 微电子学. 2013(01)
[7]后摩尔时代集成电路的新器件技术[J]. 黄如,黎明,安霞,王润声,蔡一茂. 中国科学:信息科学. 2012(12)
[8]考虑量子效应的高k栅介质SOI MOSFET特性研究[J]. 曹磊,刘红侠. 物理学报. 2012(24)
博士论文
[1]新型纳米SOI MOS器件结构分析与可靠性研究[D]. 曹磊.西安电子科技大学 2013
硕士论文
[1]短沟道双栅和围栅MOSFET的模拟研究[D]. 王睿.江南大学 2014
本文编号：3675657
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