黄如

摘 要：针对半导体器件进入16 nm及以下技术代将面临的可制造性难度大、功耗限制、性能退化等核心问题，重点开展了新型围栅纳米线器件、新型超低功耗TFET器件、高迁移率沟道器件、闪存器件以及纳米尺度器件的可靠性及涨落性研究，为新型器件在将来纳米集成电路中的应用奠定了基础。在纳米线器件研究方面，设计了侧墙转移法和TMAH各向异性腐蚀法制备超精细硅纳米线的可控工艺，并进行了实验验证；建立了自限制氧化法硅纳米线制备工艺理论模型，可对工艺进行精确预测；提出了一种原子层掺杂结构可有效调控纳米线器件的阈值电压，同时避免了迁移率的损失；研究了纳米线器件中的GIDL电流机制，提出了抑制GIDL电流的优化方法；提出了一套新的器件-电路优化设计方案，针对纳米线器件在数字电路、模拟/射频电路中的应用分别进行优化设计，得到了相应的设计窗口。在新型低功耗器件研究方面，提出了一种结调制型TFET，显著提升了器件的亚阈特性和开态电流；通过引入pocket层进一步优化了器件结构，实验制备获得了非常低的SS（36mV/dec）和高的开态电流。提出了一种隧穿触发注入场效应晶体管，能同时实现高开态电流、低泄漏电流和陡直的亚阈特性。在纳米尺度MOS器件的可靠性与涨落性研究方面，提出了由AC NBTI引入的工作循环间涨落的两种重要来源的表征方法，实验发现了AC NBTI退化及其涨落的频率依赖性的新现象，建立了物理模型。……