Трехзатворный МОП ПТ

Крутизна плавникового ПТ зависит от его ориентации к направлению наиболее высокой подвижности, анизотропной в кремнии. Когда плавник расположен параллельно или перпендикулярно плоскости или поверхности щели стандартной (110) пластины соответственно, поверхности канала в Fin ПТ лежат в плоскости {110}. Для плоскости {110} дырочная подвижность увеличивается, в то время, как электронная падает в сравнении с плоскостью {100}. Для оптимальных токов вертикальные стенки плавников желательно располагать в плоскости {100} для n-канальных и в {110} для p-канальных. Это может быть достигнуто расположением плавников PMOS-транзисторов одновременно перпендикулярно или параллельно плоскости среза или щели пластины (001). NMOS-плавники должны быть повернуты на угол в 45◦ (Рис. 8.6) Неманхэттеновская геометрия расположения может вызвать проблему для суб-оптической литографии.

 

Рис. 8.6 Зависимость кристаллографической ориентации боковых стенок плавника от ориентации подложки. Плавники, расположенные как параллельно, так и перпендикулярно срезу пластины, имеют стенки в плоскостях {110}, где наилучшая дырочная проводимость. Плавники, повернутые на 45, имеют стенки в плоскостях {100}, где лучшая электронная проводимость.

 

 

Альтернативный подход – использование подложки с ориентацией (110) для достижения оптимальной ориентации стенок в CMOSFinFET. С позиции надежности, стенки с ориентацией {100} предпочтительней. Из-за более высокой плотности поверхностных состояний у {110} поверхностей в отличие от {100} поверхностей, нестабильность при повышении температуры (NBTI) хуже для {110} Fin ПТ.

 

         Трехзатворный МОП ПТ

 

         Как упоминалось ранее, более широкий плавник может быть применен в MuGFET, если высота плавника достаточно малая, чтобы часть затвора над вершиной плавника эффекимвно служила в качестве третьего затвора. TG (TriGate – трехзатворный) КНИ МОП ПТ структура впервые была предложена исследователями из Intel в качестве благоприятной с точки зрения технологичности, т.к. она ослабляет необходимость в ультратонкой толщине слаболегированной области канала и очень узком плавнике для пресечения короткоканальных эффектов. Разновидность этой структуры – PiGateFET, в котором затворные электроды у стенок протянуты под каналом  для улучшенной электростатической целостности. Для суб-20нанометровых длин затвора варьирование порогового напряжения из-за статистических флуктуационных эффектов становится весьма значимым, так что сильное легирование приповерхностной части канала для контроля порогового напряжения нежелательно. Также, легирование подзатворной области должно быть слабым для избежания угловых эффектов. Если подзатворная область трехзатворного транзистора слаболегирована или не легирована, то высота и ширина плавника должна в любом случае быть меньше, чем длина затвора для должного пресечения короткоканальных эффектов. Оптимальная слаболегированная трехзатворная модель имеет ширину и высоту плавника, которые всего в 1.4 раза больше, чем ширина в FinFET и высота в UTBMOSFET соответственно. Это дает скудную эффективность модели, т.к. Weff= Wfin+ 2 × Hfin< 2 × Lg,min< P(принимая, что минимальная длина затвора – P/4)/ Это главное препятствие TGMOSFET структуры.

 

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector