Ｈａｌｏ　ＬＤＤ　Ｐ－Ｓｉ　ＴＦＴ工艺参数优化.doc

Ｈａｌｏ　ＬＤＤ　Ｐ－Ｓｉ　ＴＦＴ工艺参数优化 　　摘要：该文提出了多晶硅薄膜晶体管的一种Halo LDD新结构，Halo LDD结构能够有效地抑制短沟道效应，合理的Halo区掺杂分布会极大地改善小尺寸器件性能。文中采用工艺模拟软件Tsuprem4和器件模拟软件Medici研究模拟了Halo结构的工艺参数对器件性能的影响，并进行优化。分析表明，Halo注入角度、能量和剂量的增大会提高器件的阈值电压和开关比，降低泄漏电流和阈值漂移，有效的抑制热载流子效应；但也会部分地降低驱动能力，因此，要综合考虑，根据具体的条件，得到Halo结构最佳的工艺参数。 　　关键词：多晶硅薄膜晶体管；Halo；LDD；模拟 　　中图分类号：TN432文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)28-0211-02 　　Analysis and Optimization of P-Si TFT with Halo LDD 　　LIU Xiao-hong,GU Xiao-feng 　　(School of Information Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122, China) 　　Abstract: A new device structure of polysilicon thin film transistor, Halo LDD P-Si TFT, has been proposed.The Halo structure device can restrain the SCE effectively, and improve the device performance greatly with good doping distribution in the Halo region.In this paper,influence of Halo process parameter on device performance is researched and optimized with Tsuprem4 and Medici.It is found that higher tilt angle,energy and dosage gives increased threshold voltage and ration of Ion to Ioff,and also reduced leakage current and threshold voltage shift,but reduce drive current. Thus, before the best process parameter for Halo structure is abtained, every factors should be taken into account according to the specific condition. 　　Key words: polysilicon TFT; Halo; LDD; Simulation 　　1 引言 　　作为一种能够有效地抑制短沟道效应的局部掺杂方法，Halo结构已经得到了人们的广泛的关注。通过Halo结构调节沟道电势和电场分布，可以实现载流子速度过冲，提高器件抗热载流子效应的能力[1]。同时Halo区的存在可降低沟道区的掺杂浓度，从而提高载流子迁移率，降低结电容和延迟时间。 　　然而，Halo结构在改善短沟效应等问题的同时，还会出现方向沟道效应，驱动电流降低，沟道区边缘的高掺杂会引起较大的BTBT(Band to Band tunneling)电流和GIDL（Gate induced drain leakage）电流等[2-3]。这些问题很大程度上与Halo结构的形状和掺杂分布有关，为了有效地利用Halo结构抑制短沟道效应,改善小器件尺寸器件性能,需要对Halo结构进行优化设计。目前对Halo结构器件的研究主要集中在对短沟道效应的改善及结构的改进,而对Halo注入的工艺参数的研究不多。如何从Halo形成的工艺参数方面优化器件性能是TFT器件工艺技术需要解决的问题。 　　2 器件结构和陷阱模型 　　图1 Halo LDD P-Si TFT结构的示意图，从简化工艺的角度考虑，Halo结构和LDD结构均采用对称结构。其中LDD为自对准LDD结构，沟道长度1μm，沟道注入剂量2×1011 cm-2，掺杂能量15keV；LDD的掺杂为1×1012 cm-2，离子注入能量150keV；Halo区注入剂量为*cm-2，离子注入能量* keV，注入角度*°；源漏极掺杂为1×1013 cm-2，离子注入能量100 keV，有源区厚度0.1μm。