50nm肖特基隧穿晶体管(SBTT)特性模拟.pdfVIP

50nm肖特基隧穿晶体管(SBTT)特性模拟 杜刚刘晓彦孙雷韩汝琦 北京大学微电子所北京I00871 摘要：本文利用自主开发的蒙特卡洛器件模拟软件，对淘长为50nm的肖特基隧穿晶体管 (sBTT)的输出特性和转移特性进行了模拟，得到了明显的开关态电流比。并讨论了肖特 基势垒高度和沟道区掺杂浓度对器件特性的影响。 关键词：50nm，肖特基隧穿晶体管，蒙特卡洛器件模拟 一．引言 MOSFET器件特征尺寸缩小到深亚微米阶段阻后．制备超浅的高浓度源、漏扩散区， 以得到好的器件特性，成为深砸微米MOSFET制各技术中的一个难题。肖特基隧穿晶体管 (sBTT)，即是为解决源漏接触中存在的问题而提出的一种新的器件结构。 SBTT结构在源漏接触区以金属(金属硅化物)与硅的肖特基势垒接触，取代了传统 的PN结接触，其、L作特性基于载流子的直接隧穿效应。由于常用的器件模拟软件如ISE 等没有现成的直接隧穿模犁，无法模拟sBTT的特性。我们开发了一套蒙特}洛器件模拟 软件，在其中建立了肖特基势垒接触模型，考虑了直接隧穿效应和镜像怍用的影响。利_}手| 该软件我们模拟得到了沟长为50rim的SBTT的输出特性捌转移特性。对不向肖特基势垒 高度和沟道区掺杂浓度条件r，sBTT的特性也进行了模拟，通过对模拟结果比较讨论了 肖特基势垒高度和沟道区掺杂浓度耐器件特性的影响。 二．SBTT结构及其工作原理 相比较。沟道区掺杂变为n型，源漏接触区去掉了高掺杂区，因此避免了制各浅结。 SBTT的工作时，两个肖特基结一个正向偏置～个反向偏置．I作电流主要由反偏结 控制。政变加在栅馁上的偏压，可以改变肖特基势垒形状，从而改变隧穿电流的人小，形 成开关态电流的对比。当器件尺寸缩小到面0Ium以后，两个肖特基结的势垒相互影响， 使V。=O时的源漏电流可以变得很小，而较大的Vo可以调节势垒形状，使之变薄，从而可 ’ ·23· 以保证较大的源漏电流，形成明显的开关态电流比。图2为SBTT的能带结构 Gate MetaI Silicide Sjo， -圜图口 n．Si 图1．SBTT结构 q电。 S D —tVgs=0,Vds0 一 图2SBTT的能带结构 三．模拟结果及讨论 和开态(b)的电势分布。从图中可以看出栅压V。。对肖特基势皇形状的影响很大。 ■j。i雾；；爨驴， 、 鼍，。 ‘ ■ 嚣 。： ．篁f j≮h ÷{ ：{ * a—打