论文部分内容阅读
双面栅MOSFET是一种新型的器件结构，由于具有上、下两个栅，增强了对沟道的控制能力。与常规的MOSFET器件相比，双面栅MOSFET具有许多优点：接近理想的亚阈值斜率、较高的载流子迁移率、高的跨导和电流驱动能力、较好地克服器件的短沟道效应、控制截止时的源漏泄漏电流、有效的抑制与消除MOS器件的二级效应以及较强的抗辐射能力等。因此，双面栅MOSFET被认为是MOS器件的栅长缩小到深亚微米量级时，最具有发展前途的一种新型器件。
该文的研究工作主要是在对双面栅MOSFET的模型的进一步分析和研究的基础上，结合具体工艺条件，进行双面栅MOSFET的结构及工艺流程设计，并进行流水实验，一方面验证我们以前的理论，另一方面设计了具体可行的双面栅MOSFET的结构和工艺方案。
论文首先介绍了双面栅MOSFET的发展的必然性，以及目前的研究状况。讨论了双面栅MOSFET的结构设计时需要考虑的问题，以及栅长尺寸缩小时的一些规则。
接着，介绍了国外研究的几种新型双面栅MOSFET的结构及实现工艺。在借鉴和分析的基础上，结合具体的工艺条件，设计了几种双面栅MOSFET的结构及工艺，比较了这几种结构的优缺点及工艺实现的难度。
然后，对双面栅MOSFET的理论分析和计算，根据等电位近似及硅膜的体反型机理，推导出了器件的电流电压关系，及跨导特性，亚阈值特性等。从理论上分析双面栅MOSFET的各个参数对器件性能的影响。为进行具体的工艺设计打下理论基础。并且，在二维器件模拟软件MEDICI中，模拟了双面栅MOSFET的各个特性曲线，进一步验证了双面栅MOSFET的理论模型。还建立了双面栅MOSFET的基于外部表格的SPICE模型，可以用于电路中进行SPICE模拟。
最后，在初步的结构、工艺设计和理论分析的基础上，结合具体的工艺条件，设计了两种相对比较容易实现的双面栅MOSFET的结构及工艺(一种基于SOI及键合工艺的水平双面栅MOSFET，另一种基于双极工艺的垂直双面栅MOSFET)，进行了详细的工艺及版图设计。
研究中只对基于双极工艺的垂直双面栅MOSFET进行了流水实验。