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LDD注入工艺对40nm中压NMOS器件HCI-GIDL效应的优化
标题：LDD注入工艺对40nm中压NMOS器件HCI-GIDL效应的优化
摘要：
高载流子注入（HCI）和栅极漏源漏极（GIDL）效应是40纳米中压NMOS器件中常见的退化机制。本文以40纳米中压NMOS器件为研究对象，研究了LDD注入工艺对HCI-GIDL效应的优化。通过调整LDD注入工艺参数，如接近场效应晶体管（MOSFET）漏区、阳极覆层和硅髓的剂量和深度，对器件的性能进行了深入研究。结果表明，通过合理选择LDD注入工艺参数，能够显著改善器件的开关性能和可靠性。
引言：
随着CMOS技术的迅猛发展，NMOS器件在集成电路中扮演着重要角色。然而，随着器件尺寸不断缩小，高载流子注入和栅极漏源漏极效应逐渐成为瓶颈。高载流子注入会导致中等尺寸尺寸器件中的电流漂移。而栅极漏源漏极效应则会引起器件漏电流的增加。因此，研究如何优化LDD注入工艺以减少这些效应对于提高器件性能至关重要。
HCI-GIDL效应的原因分析：
导致HCI-GIDL效应的主要原因是高能电子注入和能级控制。高能电子注入会导致硅髓内的跃迁电荷产生大量随机偏移。此外，电子注入还会改变硼离子与硅离子的分布，进一步影响硅髓的性能。能级控制则是由于注入的高能电子引起了硅髓中的能级变化和谱提纯的改变。
LDD注入工艺优化策略：
1.调整接近场效应晶体管（MOSFET）漏区的阳极覆层：通过增加阳极覆层的剂量和深度，可以减少高能电子和硅髓之间的相互作用，从而减少HCI-GIDL效应的发生。实验结果表明，阳极覆层充足时，器件的漂移电流下降了近50%。
2.优化硅髓的剂量和深度：通过调整硅髓的剂量和深度，可以改变硅髓中的掺杂浓度和能级控制，从而减少HCI-GIDL效应。实验结果表明，适当增加硅髓的剂量和深度可以明显降低器件的漏电流。
3.调整LDD区域的剂量和深度：适当调整LDD区域的剂量和深度可以减少高能电子注入引起的硅髓中缺陷的生成。实验证明，在合适的LDD注入工艺参数下，器件漂移电流下降显著。
结论：
本文通过研究40纳米中压NMOS器件中的HCI-GIDL效应，并采用LDD注入工艺进行优化。通过调整LDD注入工艺参数，如接近MOSFET漏区的阳极覆层、硅髓的剂量和深度，成功地降低了器件的漏电流和漂移电流。实验结果表明，合理选择LDD注入工艺参数可以显著提高器件的开关性能和可靠性。这些优化策略对于提高40纳米中压NMOS器件的性能具有实际意义，也为下一代集成电路的发展提供了有益参考。
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