Наиболее простой реализацией МОП-структуры на тонкой подложке является устройство кремний

Наиболее простой реализацией МОП-структуры на тонкой подложке является устройство кремний на изоляторе (SOI), сделанный на очень тонкой пленке кремния (рис. 8.1(b)). Это сохраняет планарность КМОП устройств, обеспечивая расширенный контроль короткого канала. Из [32], оценка характерной длины для такой структуры равен:

 

                                                             

 

где ɛ и Т – диэлектрические постоянные и толщины пленок подзатворного оксида и кремния, соответственно. Хотя простой анализ в [32] не учитывает определенные эффекты, таких как проникновение двумерного стокового электрического поля в скрытый оксид (на рис. 8.1(b)), это показывает, что характерная длина может быть сведена к любому желаемому результату, уменьшая толщину подложки. Если уменьшить длину затвора до 18 нм (следующим технологическим шагом после 45 нм режима) требование к толщине пленки кремния для контроля короткого канала падает до 5 нм. (Примерно, TSi должен быть меньше, чем Leff/3) [71]. В этих пределах такие основные вопросы, как сопротивление сток/исток, квантово-механические влияния на пороговое напряжение [60] и спад подвижности носителей стали проблемными.

Сопротивление стоковой и истоковой областей в ультратонких МОПТ можно минимизировать, используя структуры с выступающими областями сток/исток (рис. 8.3). Такие структуры можно сформировать селективным эпитаксиальным наращиванием или методом осаждения, что может привести к тонким областям сток/исток из кремния [74], поликремния [71] или германия [75]. При таком подходе, однако, сопротивление расширенных областей сток/исток под спейсеры не оказывает влияние, и паразитная емкость между затвором и стоком (то есть емкость Миллера) увеличивается, что приводит к снижению производительности схемы.

Альтернативный подход для снижения последовательного сопротивления – это использование металлических сток/истоковых областей. Полевые МОП-транзисторы с силицидными сток/истоковыми областями и длиной затвора до 15 нм были изложены в [76], но с относительно низкими текущими токами из-за значительной высоты барьера Шоттки (>0,2 эВ) на границе перехода металл-полупроводник. Для достижения текущих токов, что встречаются в ITRS тенденциях, требуются очень низкие барьеры Шоттки (≤0,1 эВ) [77]. Добиться этого на практике трудно, в частности для n-канальных устройств  из-за захвата уровня Ферми поверхностными состояниями, о чем свидетельствует структуры с высокой диэлектрической проницаемостью в качестве подзатворного диэлектрика (хотя улучшенные

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector