论文部分内容阅读
近十年来,射频电路的研究得到了巨大的发展,在无线通信、医疗、遥感、全球定位和射频识别等领域得到广泛应用,电路的工作频率也迅速提升,对半导体器件频率特性的要求愈来愈高。近年不断有报道指出,SiGe、SiC等半导体材料或者SOI等新结构制作成的MOSFET能达到上百G的频率,在高频、高温、大功率领域显示出一定的优势,但是这些技术必须建立在先进、复杂工艺制造的基础上,限制了它们的普遍应用。目前,硅基CMOS工艺技术仍是微电子的主流。本文介绍的复合多晶硅栅(Double Doping Polysilicon Gate, DDPG) LDD MOSFET采用纯硅基材料,通过对栅的设计,得到性能优异的新结构射频MOSFET.所设计的栅有S-gate和D-gate两块并列组成,S-gate用高功函数p多晶硅,D-gate用低功函数n多晶硅。靠源端的阈值电压稍高于漏端的阈值电压,表面电势的阶梯式分布屏蔽了漏端电势的影响,电场沿沟道有一个峰值,载流子呈现更大的平均漂移速度,其结果提高了驱动电流、跨导和截止频率。论文首先对半导体产业的发展进行了介绍,分析了器件特征尺寸的减小带来的挑战和器件结构的改进等等,其次介绍了复合多晶硅栅LDD MOSFET的结构设计,接着采用等效电路模型对小信号特性进行了详细的分析,并给出了电场、电势、阈值电压和截止频率的解析表达式,最后,运用MEDICI模拟软件分析了栅长、栅氧化层厚度、源漏区结深、栅极掺杂浓度、衬底掺杂浓度、温度等关键参数的影响,并与相同条件下p型单掺杂多晶硅栅(p+Single Doping Polysilicon Gate, P-SDPG)MOSFET的频率特性进行了比较,进一步探讨了改善MOSFET性能的途径。