60奈米部分解離絕緣體上矽N型金氧半元件二次效應 探討與閘極穿隧電流影響電容分析

Abstract

本論文探討部份解離絕緣體上矽N型金氧半(PD SOI NMOS)元件之淺槽隔離對窄通道元件影響，潛槽隔離可能影響電子平均壽命，使得元件特性改變，我們量測不同通道寬度的元件來做比較。接著是討論太薄的閘極氧化層情況下，其閘極漏電流對元件本質電容的影響，模擬閘-源極電容與閘-洩極電容對於不同汲極電壓的變化，並發現部分解離絕緣體上矽N型金氧半元件底部寄生雙載子電晶體導 通時，會引發電流突增現象並且影響元件本質電容，使其產生一突跳現象，接著分析考慮與不考慮閘極漏電流，其考慮閘極漏電流會使電容突跳更加嚴重。第一章介紹絕緣體上矽(SOI)的由來與發展趨勢，接著敘述元件縮小所遭遇的困難，引用ITRS的資料描述現今SOI元件的尺寸與未來趨勢。第二章提出部分解離絕緣體上矽N型金氧半之淺槽隔離對窄通道元件對元件影響，由實驗數據分析並討論。第三章為部份解離絕緣體上矽N型金氧半閘極漏電流對本質電容的影響，透過元件二維模擬器的幫助，可以找出PD SOI NMOS電流突增效應對應本質電容之關 係，與閘極漏電流造成電容的影響。第四章為總結與未來工作。

This thesis reports the 2nd order effects of the 65nm PD SOI NMOS device. First, the shallow-trench-isolation-related narrow channel effect on kink effect and the breakdown behavior are analyzed, then the gate tunneling current and the floating-body-effect related capacitance behavior of 65nm PD SOI NMOS device are described. Finally, we make a conclusion and future work.