Presentations : Design and Technology Modelling of MOS-Structures with a Double-Material Gate

!	Поздравляем хозяина конференций в Дубне Владимира Васильевича Коренькова с 70-летием и желаем ему здоровья и творческих успехов!

Presentations

Design and Technology Modelling of MOS-Structures with a Double-Material Gate

Bykadorova G.V., Pastrevich A.O., Shmoylova I.I.

Voronezh State University, Physical Faculty, Department of Semiconductors and Microelectronics, 1 Universitetskaya pl., Voronezh, 394018, Russia, Tel.: (473)2-208-481, E-mail: bykadorova@phys.vsu.ru

В МОS-транзисторах (Metal Oxide Semiconductor) при уменьшении длины канала возникают короткоканальные эффекты, которые негативно сказываются на надёжности приборов данного типа вследствие влияния областей обеднения, образуемых областями тока и истока, на пороговое напряжение, ток стока, подпороговый S-фактор, токи утечки. Для подавления короткоканальных эффектов в полупроводниковых приборах на основе МОS-структур одним из методов [1] является формирование затвора из расположенных встык двух материалов с разной работой выхода.

Для n-канального МОS-транзистора работа выхода материала части затвора, расположенной со стороны стока, должна быть меньше, чем у материала части затвора со стороны истока, и наоборот для р-канального. Такая конструкция затвора создаёт ступенчатый профиль распределения поверхностного потенциала в области канала.

В приборно-технологической системе автоматизированного проектирования Sentaurus [2] выполнен проект для моделирования n-MOS-структур с DMG-затвором (Dual-Material Gate) из двух материалов с разной работой выхода.

В результате моделирования показано, что в короткоканальных n-MOS-структурах с DMG-затвором из двух материалов с разной работой выхода в области канала на границе двух материалов возникает скачок электростатического потенциала. Вследствие этого в короткоканальных МОS-структурах с DMG-затвором уменьшается влияние DIBL-эффекта (Drain Induced Barrier Lowering), снижается вероятность генерации горячих носителей заряда, увеличивается дрейфовая скорость носителей заряда в канале, а также короткоканальный CLM-эффект (Channel Length Modulation) наступает при меньших длинах канала.

Литература

1. Красников Г.Я.. Горнев Е.С., Игнатов П.В., Мизгинов Д.С. Обзор методов подавления короткоканальных эффектов в глубокосубмикронном МОП-транзисторе // Электронная техника. Серия. 3. Микроэлектроника. Вып.2(170), 2018. Стр. 17-19.

2. Алексеев Р.П., Бормонтов Е.Н., Быкадорова Г.В. и др. Основы работы в среде приборно-технологической САПР SENTAURUS: учебно-методическое пособие. – Воронеж : Издательский дом ВГУ, 2017. 96 стр.

abstract in Russian (PDF)