背栅效应对GaAsMESFETV_(th)均匀性的影响.pdfVIP

　第 20 卷第 12 期 半　导　体　学　报 . 20, . 12 V o l N o 　1999 年 12 月 . , 1999 CH IN ESE JOU RNAL O F SEM ICONDU CTOR S D ec 背栅效应对 GaA s M ESFET V th 均匀性的影响 刘汝萍　赵建龙　夏冠群　吴剑萍　顾成余　詹　琰 ( 中国科学院上海冶金研究所　上海　200050) 摘要　研究了背栅效应对全平面选择离子注入自隔离 GaA s M ESFET 的阈值电压及其均匀性 的影响. 结果表明, 背栅效应使 GaA s M ESFET 的阈值电压绝对值变小, 均匀性变差. : 2560 EEACC N 1　引言 GaA s M ESFET 数字电路具有高速、低功耗和抗辐照等优点, 在通讯、航天和数据处理 方面有着重要应用. 随着 GaA s M ESFET IC 集成度和速度的不断提高, 对阈值电压(V th ) 均 匀性的要求也越来越高. 国内外许多研究者报道了 衬底的位错密度、电阻率和迁 S I GaA s 移率等材料参数, 以及器件制备工艺参数等对V th 均匀性的影响[ 1～ 3 ] , 但是还未见背栅(BG) 效应对 V th 均匀性的影响的报道. 在 GaA s M ESFET 衬底背面或相邻近处的半绝缘 GaA s [ 4, 5 ] 处施加一个负偏压时,M ESFET 的漏电流会减小, 这种沟道调制现象就称为背栅效应 . 背栅效应对界面耗尽层的这种调制, 导致 V th 变化. 本文探讨了全平面选择离子注入 GaA s M ESFET 器件的背栅效应与 V th 均匀性的关系, 结果表明, 背栅效应对 GaA s M ESFET V th 均匀性有一定影响, 它使V th 绝对值变小, V th 均匀性变差. 2　实验 2 1　测试结构设计 根据背栅效应原理本文设计了 阈值电压及背栅效应的 76 测试 GaA s M ESFET s mm 版图. 图 1 给出了测试单元结构和原理示意图. 其中M ESFET 器件结构为: 栅长为 2m , 栅 宽为 10m , 漏源间距为 6m , 背栅尺寸为 10m ×10m , 背栅电极与M ESFET 之间的距离 ( ) 　 国家自然科学基金 批准号: 和 GaA s 集成电路开放实验室资助项目 刘汝萍　女, 1973 年出生, 硕士研究生, 主要从事半导体器件与微电子技术研究 夏冠群　男, 1942 年出生, 研究员, 主要从事半导体器件与微电子技术研究 赵建龙　男, 1969 年出生, 助理研究员, 主要从事半导体器件与微电子技术研究 收到,定稿 1094 半　导　体　学　报 20 卷