0.13以后, 與版圖關(guān)系較大的效應(yīng)主要有二個(gè): 1, 阱鄰近效應(yīng)WPE (Well Edge-Proximity Effect) 2, STI 壓應(yīng)力效應(yīng)STI (Shallow Trench Isolation) under Compressive Stress 目前仿真模型中已經(jīng)加入這兩種效應(yīng)的因素。 一、WPE效應(yīng) WPE效應(yīng)根本的原因是: 植入的離子在光阻材料上發(fā)生了散射,在光阻邊緣, 散射離子進(jìn)入到阱硅表面,影響了邊緣區(qū)域的摻雜濃度??紤]WPE的影響主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:閾值電壓、遷移率及體效應(yīng)。CMC(Compact Model Council)緊湊模型協(xié)會(huì)對(duì)WPE模型進(jìn)行了拓展。 上述定義較為寬泛,因?yàn)橐话銇碇v應(yīng)該有三種情況:1,形成N型阱;2,形成P型阱;3,形成深N型埋層;在另一資料中有這樣的說明:深阱為閂鎖效應(yīng)保護(hù)提供了低電阻路徑,并且抑制了雙極型增益,深埋層也是NMOSFET隔離三阱的關(guān)鍵。然而,深埋層影響了光阻邊緣器件。一些離子在光阻上散射到光阻邊緣的硅表面上,改變了這些器件的閾值電壓。據(jù)觀察閾值偏差可以達(dá)到20-100mV,橫向范圍約3-10um, 在硼深反型P阱中,磷深反型N阱中及被三阱隔離的P阱中都可以觀察到。需要注意的是: 深埋層的順序在不同工廠會(huì)有所不同,比如IBM:STI -> NW -> PW -> DNW,TSMC:STI -> DNW -> PW -> NW。相對(duì)而言,TSMC的深埋層對(duì)隔離P型閾值影響要小些。 器件的源端更近阱邊緣, 還是漏端更接近阱邊緣也是有差異的。因?yàn)橼暹吘墲舛扔辛颂荻?,器件在這區(qū)域上,溝道也會(huì)有梯級(jí)變化,而閾值電壓由濃度更高的區(qū)域來決定,也就是低的區(qū)域已經(jīng)反型,而高的區(qū)域才開始反型。如此電場(chǎng)增強(qiáng)了溝道的電導(dǎo)率,意味著器件有更高的跨導(dǎo)。源端靠近邊緣時(shí),高WPE產(chǎn)生高的閾值電壓,在低VGS時(shí)抑制電流,在高VGS時(shí)增強(qiáng)電流。如果漏端靠近邊緣會(huì)在低VGS時(shí)感應(yīng)更多的電流,在高VGS時(shí)抑制電流。如果溝道長度減小,梯級(jí)所占比例減小,這樣雖然沒有改變閾值電壓,但gm的影響將減小。 二、STI壓應(yīng)力效應(yīng) 0.25以下工藝大多采用STI隔離技術(shù)。STI產(chǎn)生了許多硅隔離島,也產(chǎn)生了不定型或不均勻雙軸壓應(yīng)力。處在有源開孔區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)是不均勻的,它與整個(gè)有源開孔區(qū)的面積相關(guān)。STI影響器件的性能主要是改變了Idsat和Vt。STI應(yīng)力效應(yīng)可以通過兩個(gè)圖形參數(shù)來描述:SA,SB。它們表示柵到兩邊有源區(qū)邊緣的距離。MOSFET特性參數(shù)如Vt, gm, Idsat:會(huì)隨以下函數(shù)成線性變化: Stress=1/((SA+0.5*L)+1/SB+0.5*L)) 高vgs時(shí)pMOS電流會(huì)因Sa的減少而增加,nMOS則相反。這與實(shí)際的雙軸壓應(yīng)力增強(qiáng)空穴遷移率及減小電子遷移率相一致。在Vgs很低時(shí),nMOS器件電流偏差增加明顯,特別對(duì)于Sa很小的器件。這預(yù)示了閾值電壓的變化。Vt受STI影響歸于應(yīng)力增加/抑制了擴(kuò)散。 以上效應(yīng)中,WPE通過器件遠(yuǎn)離阱邊緣來緩解,STI通過增加DUMMY器件來緩解。 |
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