摘要：由于现代科技持续完善，集成电路芯片大规模和超大规模的趋势不断发展，在这种趋势下标志着金属氧化物半导体器件发展具有代表性的参数特征尺寸不断地在减小的过程中。现在的微电子工艺中，传统栅介质材料SiO2栅氧厚度只有几个原子层厚度时，MOS器件受到许多不良特性的影响例如量子隧穿效应等，SiO2介电特性已经处在边界状态，这使得MOS栅漏电情况与静态功耗呈指数型增加。因此，集成电路使用高介电常数的栅介质材料代替SiO2作为栅介质成为了时代的必然趋势。本课题基于TCAD仿真技术，给出了新型高介电质常数材料（high-k材料）HfO2为栅介质材料制成的MOS结构的模拟方法，详细介绍了用TCAD工具模拟MOS结构，并对其在多晶硅耗尽效应及点缺陷下等效应下进行仿真的过程。与其他实验方法相比，TCAD辅助设计方法对国内MOS器件工艺的技术发展，减少科研成本起到积极的作用。

关键词：MOS；high-k栅介质；点缺陷；多晶硅耗尽效应；TCAD;电容电压曲线；

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

第一节 引言-1

第二节 MOS器件发展-2

第三节 MOS器件发展面临的困难与挑战-4

第二章 新型MOS器件概述-4

第一节 高k材料简介-4

第二节 MOS器件的基本结构及工作原理-5

第三节 HfO2材料MOS器件中的点缺陷-7

第四节 多晶硅耗尽效应-7

第三章TCAD软件介绍-8

第一节 TCAD软件-8

第二节 软件用到的基本方程-9

第三章 新型MOS器件仿真-11

第一节 新型MOS器件仿真-11

第二节 新型MOS器件仿真及对比-15

第三节 多晶硅耗尽效应仿真-21

总结-23

致谢-24

参考文献-25