精品文档---下载后可任意编辑胡辉勇刘翔宇† 连永昌张鹤鸣宋建军宣荣喜舒斌（西安电子科技大学微电子学院，宽禁带半导体材料与器件重点实验室，西安，710071）1摘要: 论文重点分析了双轴应变 Si PMOFET 在 γ 射线辐照下载流子的微观输运过程，揭示了 γ 射线的作用机制及器件电学特性随辐照总剂量的演化规律，建立了总剂量辐照条件下的双轴应变 Si PMOSFET 阈值电压与跨导等电学特性模型，并对其进行了模拟仿真。由仿真结果可知，阈值电压的绝对值会随着辐照总剂量的积累而增加，辐照总剂量较低时阈值电压的变化与总剂量基本呈线性关系，高剂量时趋于饱和；另外辐照产生的陷阱电荷增加了沟道区载流子之间的碰撞概率，导致了沟道载流子迁移率的退化以及跨导的降低。在此基础上，进行实验验证，测试结果表明实验数据与仿真结果基本吻合，为双轴应变 Si PMOSFET 辐照可靠性的讨论和应变集成电路的应用与推广提供了理论依据和实践基础。关键词：应变 Si PMOSFET 总剂量辐照阈值电压跨导PACS：61，73，1． 引言随着微电子技术的进展，以 CMOS 技术为主导的集成电路技术已经进入了纳米尺度，使基于“等比例缩小”原则一直遵循着“摩尔定理”进展的集成电路技术受到了极大的挑战，成为制约集成电路进展的瓶颈问题。而应变 Si 材料具有高载流子迁移率高，带隙可调，与传统的 Si 工艺兼容等优点，成为延续集成电路按“摩尔定律”进展的有效途径和讨论热点[1-4]。随着应变技术的快速进展，应变集成器件及电路在极端条件尤其是辐照条件下的应用将会越来越多，因此辐照特性及加固技术是其应用讨论的一个重点[5]。本文将重点开展不同总剂量 γ 射线辐照对双轴应变 Si PMOSFET 电学特性影响的讨论[6]，建立其电学特性模型，并通过实验进行验证。为讨论双轴应变 Si PMOSFET 辐照可靠性提供理论和实践基础[7]。1基金: 教育部博士点基金(No. JY0300122503)和中央高校基本业务费（No. K5051225014K5051225004）资助†mail: com 电话：2． 模型建立本文采纳西安电子科技大学设计并制备的双轴应变 Si PMOSFET 作为讨论对象，重点讨论γ 射线辐照效应对其电学特性的影响，器件结构如图 1 所示。图 1 中，器件从下往上层结构分别为：Si 衬底上生长的组分渐变 SiGe 层，Ge 的组分为，厚度为 2μm，掺杂浓度为Nb=1.5*1016cm-3；固定组分弛豫 SiGe 层，Ge 组分为，厚度为 300nm，掺杂浓度为Nb=1.5*1016cm-3；应变...
