第五章纳米CMOS器件的沟道工程和超浅结技术 ·MOS器件特征尺寸进入纳米领域时，ULSI的严重限制性 因素： 1.短沟道效应(SCE： Short Channel Effect) 2.源—漏穿通 3.热载流子效应(HCE： Hot Carrier Effect) ·解决办法：沟道工程和超浅结技术 ·沟道工程对沟道进行的非单一、非均匀化的特殊局域 掺杂的杂质分布和结构。有沟道逆向掺杂，HALO结构， 介质pocket
• MOS器件特征尺寸进入纳米领域时， ULSI的严重限制性 因素： 1.短沟道效应(SCE：Short Channel Effect) 2.源—漏穿通 3.热载流子效应(HCE：Hot Carrier Effect) • 解决办法：沟道工程和超浅结技术 • 沟道工程——对沟道进行的非单一、非均匀化的特殊局域 掺杂的杂质分布和结构。有沟道逆向掺杂，HALO结构， 介质pocket
基本概念 沟道逆向掺杂：MOSFET沟道处的掺杂必须和源、漏的极 性相反，但沟道处掺杂浓度高了，阈值电压增加，反型就 变得困难；而且出现杂质随机分布和迁移率退化。而掺杂 浓度低或不掺杂，短沟道效应又会更明显，穿通泄漏的可 能也越大。逆向掺杂则取了个折衷，接近栅极的沟道表面 几乎不掺杂，往衬底的方向则增加掺杂浓度。这样沟道表 面的载流子迁移率仍然高，不影响开通时的电流，而截止 时整体的泄漏电流却可以减少。利用参杂浓度的不同，还 能对阀值电压作一定的控制
• 基本概念 • 沟道逆向掺杂：MOSFET沟道处的掺杂必须和源、漏的极 性相反，但沟道处掺杂浓度高了，阈值电压增加，反型就 变得困难；而且出现杂质随机分布和迁移率退化。而掺杂 浓度低或不掺杂，短沟道效应又会更明显，穿通泄漏的可 能也越大。逆向掺杂则取了个折衷，接近栅极的沟道表面 几乎不掺杂，往衬底的方向则增加掺杂浓度。这样沟道表 面的载流子迁移率仍然高，不影响开通时的电流，而截止 时整体的泄漏电流却可以减少。利用掺杂浓度的不同，还 能对阀值电压作一定的控制
Gate(栅极) Source(源) Drain漏) 多晶硅栅电极 N+ N+ P+ P掺杂浓度逐渐增加 P衬底 NMOS管+沟道逆向掺杂
HALO结构：与逆向掺杂从纵向处理沟道区域不同， ALO结构是仅在源和漏附近增加沟道掺杂的浓度，也能 起到相似的效果。 Gate栅极) Source(源) Drain(漏) 多晶硅栅电极 N+ N+ HALO P衬底 NMOS管+HALO
• HALO结构： 与逆向掺杂从纵向处理沟道区域不同， HALO结构是仅在源和漏附近增加沟道掺杂的浓度，也能 起到相似的效果
介质pocket:介质pocket.则是用绝缘介质替代HALO结构， 它减少了注入掺杂可能带来的问题，如掺杂浓度难以控制、 离子注入带来损伤，载流子迁移率改变等 Gate(栅极) Source(源) Drain(漏) 多晶硅栅电极 N+ N+ 介质pocket P衬底 NMOS管+介质pocket
• 介质pocket: 介质pocket则是用绝缘介质替代HALO结构， 它减少了注入掺杂可能带来的问题，如掺杂浓度难以控制、 离子注入带来损伤，载流子迁移率改变等