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应变Si表面沟道NMOS器件研究
应变Si表面沟道NMOS器件研究
摘要：
卢卡斯酸(Ramanshift)技术被广泛应用于表面沟道NMOS器件应变的研究中。通过引入应变，能够使器件的性能得到显著提高。本文研究了应变Si表面沟道NMOS器件的特性和性能，在不同应变条件下的电学特性进行分析。研究结果表明，应变Si表面沟道NMOS器件能够获得更高的电子迁移率和更小的阈值电压，提高了器件的整体性能。该研究为应变Si技术的应用提供了有力支持。
关键词：应变Si，表面沟道，NMOS器件，电学特性，性能提升
引言：
表面沟道NMOS器件是一种广泛使用的半导体器件，其电子迁移率和阈值电压是影响其性能的重要参数。在传统的晶体硅表面沟道NMOS器件中，电子的迁移率被Si-Si键的振动所限制，因此无法获得更高的性能。为了提高器件的性能，研究人员引入了应变Si技术。
应变Si技术是一种通过应变改变晶体结构的方法，使得电子在晶体中的流动变得更加容易，从而提高器件性能的技术。通过在表面沟道上引入应变，可以使得电子的迁移率增加，阈值电压下降，从而提高晶体管的整体性能。因此，应变Si技术在表面沟道NMOS器件中得到了广泛应用。
实验：
本文以N沟道表面沟道(100)取向晶圆为基础制备，采用标准CMOS制备工艺，采用了P型塑料介质在退火过程中的作用，形成一定程度的晶体表面应变。通过采用反射光谱技术(即卢卡斯酸技术)，研究晶格振动特性。在不同的应变状态下，测量晶格变形及电学性能。
结果：
通过实验测量发现，应力的引入可以使得晶体Si-Si键角度发生变化，从而影响到了器件电学性能。在不同的应变状态下，器件的电学性能也发生了变化。通过卢卡斯酸和XRD测量，可以得到不同应变情况下的Si-Si键角度和器件特性。
在应变状态下，Si-Si键的对称性发生变化，优化了电子在晶体中的传输路径，从而提高了电子的迁移率。同时，阈值电压的大小也受到了应力的影响，而不同类型的应力对阈值电压的改变方式不同。
通过实验测量和分析得到，在压应力状态下，晶体的阈值电压会增加，电子迁移率减小；而在拉应力状态下，晶体的阈值电压会降低，电子迁移率增加。
结论：
本文研究了应变Si表面沟道NMOS器件的特性和性能，得到如下结论：在不同应变状态下，器件表现出不同的电学特性，压应力状态下，晶体的阈值电压会增加，电子迁移率减小；拉应力状态下，晶体的阈值电压会降低，电子迁移率增加，而不同的应力对阈值电压的改变方式不同。
应变Si技术能够显著提高晶体管性能，对于底层CMOS工艺和射频集成电路制备技术的发展有着重要的意义。本研究为应变Si技术的应用提供了有力支持，并为晶体管性能的优化提供了新思路。