ISBN 9783843904261

978-3-8439-0426-1, Reihe Nanotechnologie

Mathias Schmidt
Bestimmung der Beweglichkeit in planaren und Nanodraht SOI-MOSFETs

147 Seiten, Dissertation Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (2011), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

In dieser Arbeit wurden die Grenzen der Skalierbarkeit von ultra dünnem Silizium - UTB- MOSFETs mit Siliziumdicken bis hinunter zu 0,9nm und Nanodraht-FETs mit kleinsten Querschnitten von 3,4nm - ausgelotet. Teststrukturen zur Bestimmung der Ladungsträgerbeweglichkeit in planaren Strukturen und Nanodrähten wurden entwickelt, realisiert und charakterisiert. Es wurde gezeigt, dass der Einfluss inhärenter Zuleitungswiderstände durch die Kombination von Teststruktur und geeigneten Messparametern eliminiert wird. Dadurch wird eine direkte und quantifizierbare Untersuchung von ultra dünnem Silizium möglich.

Zudem wurde die Beweglichkeit der Ladungsträger in ultra dünnen Silizium-Schichten untersucht, um damit die Grenzen der Skalierung auszuloten. Anhand der Teststruktur wurden experimentelle Daten für die Ladungsträgerbeweglichkeit in LK-MOSFETs an Silizium-Schichten tSi < 1nm bestimmt. Damit zählen diese Transistoren mit zu den dünnsten weltweit.

Die Ergebnisse zeigen, dass die entwickelten Teststrukturen direkte Untersuchungen auch an wenige atomlagendickem Silizium ermöglichen. Es wurde gezeigt, dass solche Bauelemente die klassischen Transistorkennlinien und -funktionen aufweisen. Die Grenzen der Skalierbarkeit sind somit eher in der wirtschaftlichen Machbarkeit oder erzielbaren Performance zu suchen - das Kanalmaterial Silizium wird noch lange skalierbar sein.