论文部分内容阅读
随着微电子技术在摩尔定律的不断推动下,器件尺寸不断缩小,平面硅基集成电路中的器件尺寸已经逼近了物理极限。为了按照摩尔定律继续向小尺寸MOSFET迈进,晶体管就必须在材料和结构上有所创新。FinFET有着优异的栅极控制力,而Ⅲ-Ⅴ材料具有较大的体迁移率,两者结合有着巨大的发展前景。本文以In0.53Ga0.47As/Al2O3 n-FinFET作为研究对象。论文第一章分别介绍了FinFET口Ⅲ-Ⅴ材料研究的背景和意义。第二章介绍了InGaAs FinFET的器件结构和工艺流程,并描述了MOSFET的电学测量原理和测量设备。第三章测量InGaAs FinFET的变温Ⅰ-Ⅴ特性。计算源漏电阻并校正得到FinFET晶体管本征Ⅰ-Ⅴ特性。第四章描述了多子带准弹道输运模型,提取得到ⅠnGaAs FinFET的电子迁移率协等电学特性。论文的主要结果有：(1)从实验结果计算得到InGaAs/Al2O3 FinFET源漏串联电阻约在300Ω。考虑源漏串联电阻,提出一种用于计算MOS晶体管本征Ⅰ-Ⅴ特性的校正方法。(2)提出了多子能级下FinFET的一维量子电容模型,通过与传统电容模型进行对比,验证得到在纳米尺度下量子效应会降低栅电容。多子带结合准弹道输运模型,推导得到用以描述FinFET在线性区小Vds下的电流方程。(3)计算得到电子迁移率为370cm2/N*s,传输系数τ在0.05-0.06附近。(4)针对InGaAs FinFET迁移率的反常温度特性,提出界面陷阱与氧化层陷阱过高而引入了散射迁移率μCoulomb,从而导致了迁移率随温度升高而升高。