王成刚

【摘 要】伴随着MOSFET尺寸的缩小，栅氧化层的厚度不断减小，栅极漏电流迅速增加。高k栅介质取代传统的SiO2后可以较为有效的将栅极漏电减小，因而成为了现在研究比较热点的问题。文章就小尺寸高k栅介质MOS器件栅极漏电特性进行相关的研究和分析。

【关键词】小尺寸高k栅介质;MOS器件;栅极漏电特性

前言：

小尺寸介质MOS器件是一种半导体元件，其内部具有非常规整的结构，和稳定且可加工的特性，使得它在漏电流作用下泄漏时有更大泄露速率。由于绝缘子存在于电极表层中，所以极易被氧化而老化、脱落。文章针对小尺寸高k栅介质MOS器件栅极漏电特性进行研究，在器件物理基础上，分析了量子效应的影响，给出了具体的泊松方程边界条件，应用自洽的方法求解一维薛定谔与二维泊松方程，精确的计算出来载流子浓度分析布以及量子化能级等。

1、栅极漏电的研究意义

在日常生产生活中，绝大多数的金属制品都是利用栅极泄漏来实现漏电，例如铜铝薄膜、印刷电路板等。而随着科技水平和制造工艺要求不断提高，对材料科学研究力度加大，人们一直致力于半导体元件器件型腔介质MOS器件正负零电压测量系统研制成功并应用于生产领域中。但在实际应用过程之中，该系统仍存在诸如精度不高、寿命短、稳定性差等问题，使之难以实现大规模批量生产，因此需要设计出MOS器件极漏电检测系统。该装置采用了低频、宽禁带法和差分放大倍增等方法对传感器输出的信号进行有效分析，并且通过将测量值与理论值加以对比，最终得到阻性电压，从而实现零泄漏。……