Dragmekanisk spänning kan ha en användbar effekt för vissa transistorer, där den resulterande atomstammen tillåter sina strömbärande elektronhålspar bättre rörlighet. Dock, när denna spänning appliceras på hela enheten, som är ett populärt tillvägagångssätt genom användning av det som kallas kontaktetsningsstoppskikt (CESL), drivområdet intill den sträckta kanalen komprimeras och resulterar i minskad prestanda.
Ett forskargrupp i Kina har utvecklat en ny CESL -metod som introducerar dragspänning i både kanalen och driftregionen, förbättra övergripande prestanda genom att erbjuda lågt driftmotstånd, hög avstängningsfrekvens och önskvärda brytningsegenskaper. Deras arbete beskrivs i en artikel som visas i veckan i tidningen AIP Advances .
Forskargruppen blev intresserade av metoden på grund av arbete med ansträngda kiseltekniker. Under forskning om ansträngda meta-oxid halvledarfältseffekttransistorer (MOSFET), forskare såg att stressen i käll-/avloppsregionen var omvänd till kanalregionens stress. Baserat på dessa observationer, de började studera hur de kan använda detta fenomen på ett sätt som kan förbättra prestanda.
Denna nya forskning fokuserade på partiella kisel-på-isolator (PSOI) enheter som introducerar dragspänning i både kanalen och driftområdet med hjälp av CESL:erna. Simuleringsresultat visade också att PSOI -enheten erbjuder bättre frekvensprestanda och körförmåga än ansträngda enheter.
"Det svåraste för oss var att hitta en låg kostnad, CMOS-kompatibel metod för att applicera mekanisk spänning, "sa Xiangzhan Wang, från University of Electronic Science and Technology of China. "Under tillverkningsprocessen, skivan böjer sig när spänningsfilmen (Si3N4) växer, vilket skapar ett problem med att hålla skivan i processutrustning. "
Experimentets resultat, dock, ökat förtroende för att den nya töjningstekniken inte bara kan tillämpas på små enheter, men också till ganska stora enheter för att ge prestandaförbättringar. Med resultaten, till och med forskargruppen blev förvånad över den förbättringsnivå det gav till deras simuleringar.
"I vår simulering, den fullt dragspända PSOI n-typ LDMOSFET visade en förbättring av drivströmmen med 20-30 procent jämfört med normal Si LDMOSFET, "Sade Wang." Men när vi använde denna stammetod med en kommersiell Si LDMOS -produkt, drivströmmen fördubblades och gav en strömökning på mer än 100 procent, vilket var ganska förvånande för oss. "
Även om detta arbete har bidragit till förståelsen av de ansträngda Si -mekanismerna, det finns fortfarande mer att förbättra och förstå.
"Nästa forskningsinstruktioner för teamet är att optimera tillverkningsprocessen för dessa enheter för att få bättre stabilitet och för att försöka tillämpa samma metod på en osymmetrisk enhet som en tunnel FET, "Sa Wang.
