本文關(guān)鍵詞：溝道和漂移區(qū)正應(yīng)變的LDMOS器件制作方案和優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在小尺寸器件中被廣泛研究和采用的應(yīng)變硅技術(shù),通過對硅的能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行裁剪,有效減小載流子的有效質(zhì)量和散射率,提升載流子的遷移率。隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,為了適應(yīng)高速高質(zhì)量的信息傳輸需求,在基站和手持設(shè)備中被大量使用的硅基射頻(RF)功率器件LDMOS的尺寸已經(jīng)小到零點幾個微米。有部分研究人員為了克服LDMOS器件發(fā)展的障礙,將應(yīng)變硅技術(shù)運(yùn)用到小尺寸LDMOS器件中并獲得了很好的效果,但這些應(yīng)力實施方案沒有考慮到LDMOS器件結(jié)構(gòu)的特殊性,采用的依然是MOS器件中主流的的應(yīng)力方法,對器件性能提升的同時使器件的擊穿特性惡化。為此,我們創(chuàng)造性的提出了通過兩種本征應(yīng)變的氮化硅薄膜向LDMOS器件溝道和漂移區(qū)中引入正應(yīng)力的應(yīng)力施加方法,并以合作單位的小尺寸LDMOS工藝線為依托,探索應(yīng)力實施方案,主要的研究工作有:首先,氮化硅薄膜中的本征應(yīng)力的大小是決定LDMOS器件中引入正應(yīng)力大小的關(guān)鍵,我們探究了通過PECVD淀積高張應(yīng)力和高壓應(yīng)力的設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)方式并做了總結(jié)。根據(jù)實際設(shè)備的使用情況,制定出了淀積高應(yīng)力薄膜的操作方法。其次,對于應(yīng)力可能導(dǎo)致的硅片翹曲問題,通過有限元仿真軟件Abaqus進(jìn)行仿真研究,發(fā)現(xiàn)將應(yīng)力薄膜在晶片上覆蓋的面積減小時可以消除翹曲問題。接著,根據(jù)工藝線條件,制定出溝道和漂移區(qū)正應(yīng)變的LDMOS器件應(yīng)力實施方案,在LDMOS器件源漏區(qū)形成硅化物后,通過前端工藝在器件表面淀積一層薄的氧化層,用于后端工藝淀積本征應(yīng)變的氮化硅薄膜時阻隔金屬粒子對器件表面的沾污,也可以作為氮化硅與硅襯底接觸的緩沖層。氧化硅淀積完成后,將器件拿到后端工藝中,通過PECVD在整個器件表面淀積壓應(yīng)力的氮化硅薄膜,接著進(jìn)行高溫退火,將氮化硅薄膜中的壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變成張應(yīng)力,刻蝕掉器件漂移區(qū)上的氮化硅薄膜,然后在整個器件表面淀積壓應(yīng)力的氮化硅薄膜,刻蝕掉除漂移區(qū)以外的壓應(yīng)力的氮化硅薄膜,至此,兩種本征應(yīng)變的氮化硅薄膜淀積完成。最后,基于合作單位提供的LDMOS器件工藝步驟,通過Sentaurus工藝和電學(xué)仿真,最后發(fā)現(xiàn)在氮化硅薄膜中的應(yīng)力為1 GPa時,溝道和漂移區(qū)正應(yīng)變的LDMOS器件比無應(yīng)力器件的驅(qū)動電流提高了10.2%,跨導(dǎo)提升了14.6%,跨導(dǎo)的下降會延后,器件的擊穿電壓保持不變,漂移區(qū)電子遷移率提高了41.5%,頻率提高了7.5%,在大的柵壓下,頻率提升幅度達(dá)到40.5%。
【關(guān)鍵詞】：應(yīng)變硅技術(shù) 小尺寸LDMOS 兩種本征應(yīng)變 翹曲
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN386.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 引言10-16
• 1.1 課題的背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)12-14
• 1.3 本論文主要研究內(nèi)容14-16
• 第二章 應(yīng)力引入技術(shù)和應(yīng)力施加方案16-29
• 2.1 應(yīng)變硅技術(shù)16-22
• 2.1.1 雙軸應(yīng)變技術(shù)17-19
• 2.1.2 單軸應(yīng)變技術(shù)19-22
• 2.2 氮化硅蓋帽層(CESL)應(yīng)變技術(shù)22-25
• 2.2.1 氮化硅應(yīng)力膜施加應(yīng)力過程22-23
• 2.2.2 氮化硅應(yīng)力膜覆蓋方式23-25
• 2.3 溝道與漂移區(qū)正應(yīng)變的LDMOS器件25-28
• 2.3.1 體硅LDMOS器件結(jié)構(gòu)25-26
• 2.3.2 對LDMOS器件應(yīng)力施加26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 氮化硅材料應(yīng)力提升與應(yīng)力器件制作工藝29-50
• 3.1 淀積高應(yīng)力的氮化硅薄膜30-39
• 3.1.1 氮化硅薄膜的本征應(yīng)力30-31
• 3.1.2 測試應(yīng)力的方法31-32
• 3.1.3 淀積氮化硅設(shè)備32-35
• 3.1.4 PECVD淀積高壓應(yīng)力氮化硅膜35-37
• 3.1.5 PECVD淀積高張應(yīng)力氮化硅膜37-39
• 3.2 退火溫度對氮化硅薄膜本征應(yīng)力的影響39-40
• 3.3 硅片翹曲40-46
• 3.3.1 應(yīng)力導(dǎo)致的翹曲問題分析40-41
• 3.3.2 翹曲問題解決41-46
• 3.4 應(yīng)力器件制作工藝46-48
• 3.4.1 應(yīng)力施加方案46-47
• 3.4.2 應(yīng)力器件工藝步驟47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第四章 溝道和漂移區(qū)正應(yīng)變的LDMOS器件電學(xué)特性50-69
• 4.1 器件參數(shù)校正50-56
• 4.2 溝道和漂移區(qū)正應(yīng)邊LDMOS電學(xué)特性56-66
• 4.2.1 應(yīng)力分析56-62
• 4.2.2 應(yīng)力對器件性能的提升62-66
• 4.3 工藝偏差對應(yīng)力器件電學(xué)特性的影響66-67
• 4.4 本章小結(jié)67-69
• 第五章 結(jié)論69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 攻讀碩士期間取得的成果77-78

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