隨著硅（Si）集成電路中器件的特征尺寸越來越小,通過引入應變來提高載流子遷移率的方法越來越受限。因此高遷移率溝道材料,如鍺（Ge）,逐漸成為替代硅作為溝道材料的選擇方案。盡管Ge pMOSFET器件在表面鈍化及應力工程等方面已經(jīng)取得較大的進步,但Ge nMOSFET器件的研究仍然較慢。這主要原因是Ge nMOSFET器件中電子遷移率隨溝道和柵特性的影響較大,以及由于費米能級釘扎等基礎物理問題所導致的源漏串聯(lián)電阻較大。因此,本文圍繞Ge的溝道工程,合金源漏工藝及基于合金源漏的GeOI（Ge-on-Insulator,GeOI）上自對準nMOSFET器件研制與分析,通過引入插入層進行源漏費米能級釘扎的調控及工藝改進,以及金屬-插入層-n-Ge歐姆接觸的可靠性問題及改進進行了研究。優(yōu)化并實現(xiàn)了Ge基nMOSFET器件的基本溝道工藝。提出了一種兩步低溫氧化的方法改善前期工藝引起的溝道粗糙度較高的問題。進行此工藝后,溝道部分粗糙度可以降低至0.33nm,證明了該方法的有效性。采用先淀積1nm Al₂O₃后500^oC快速熱氧化法45... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

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電子系統(tǒng)中半導體所占比重隨年份變化趨勢

西安電子科技大學博士學位論文2圖1.2 全球半導體行業(yè)營業(yè)額隨年份變化在集成電路中，最核心的組成部分就是 MOSFET 器件，由于多子導電類型的不同，分為 nMOSFET 和 pMOSFET。這兩種 MOSFET 器件組合，形成 CMOS 電路。根據(jù)摩爾定律，每隔兩年集成電路的集成度就會提高一倍。摩爾定律能延續(xù)下去的重要原因之一便是 Dennard 等比例縮小原則。所謂 Dennard 等比例縮小原則，就是在芯片面積不變的情況下，如果等比例縮小 MOSFET 器件的特征尺寸如溝道長度等

第二章 Ge 基 nMOSFET 器件的溝道工程15圖2.3 采用 1:2:1600 的 H2O2:NH4OH:H2O 溶液腐蝕后的效果與版圖對比圖2.4 采用 1:2:1600 的 H2O2:NH4OH:H2O 溶液腐蝕后的表面 AFM 結果2.3 通過濕法腐蝕+兩次自限制氧化法減薄鍺并降低鍺表面粗糙度單純的通過濕法腐蝕來減薄 GeOI，工藝簡單，減薄速度快且速度可控，但獲得的鍺表面較粗糙，會在溝道表面引入粗糙散射而造成載流子遷移率降低。而單純的通過循環(huán)氧化/酸漂洗減薄 GeOI，雖然可以獲得較平整的鍺表面，但其工序復雜，不利于器件的工藝整合。因此，一套減薄方案，既保證可控的速率，又可以獲得平整的表面，將是有價值的[52]。通過氧化降低表面粗糙度的可能機理如圖 2.5 所示：表面凸起的地方，由于比表面積更大，所以有更多方向來的氧氣將鍺表面凸起氧化；而平整的地方，由于比表面積小


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