[00149226]应变Si材料与CMOS关键技术研究

项目来源于总装备部“十一五”国防预先研究项目和武器装备预研基金。 硅基应变(Si、SiGe)技术是当前提高集成电路性能的重要技术途径。本项目以我国当前军用集成电路工艺水平和与常规的Si CMOS技术兼容为基础，重点研究硅基应变技术的新原理、新概念、新方法，突破了硅基应变技术的相关基础理论、应变材料制备、适于集成的应变器件结构和仿真技术，为促进我国军用CMOS集成电路性能与水平的提升奠定了理论与技术基础。取得的主要成果如下： 系统地建立了硅基应变材料能带、关键物理参数以及载流子迁移率等与晶面、晶向、应力类型、应力强度的量化理论关系模型及其谱图。该成果填补了空白，具有实用性和创新性。 提出了多种性能增强的应变N/PMOS、CMOS器件结构，开发了应变CMOS低温制备工艺，研制出了应变N/PMOS、CMOS器件样品。其中，应变Si表面沟道N/PMOS、应变SiGe量子阱沟道PMOS器件的驱动电流分别提高了90%、56%和86%，达到了国际先进水平；应变Si垂直沟道PMOS/CMOS和应变SiGe垂直沟道NMOS/CMOS结构，具有创新性。 基于RPCVD系统，突破了硅基应变材料制备技术，开发了国内首台4～6英寸硅基应变材料产业化生产系统，研制出了达到应用要求的器件级功能材料，填补了国内产业化的空白，材料性能达到了国际先进水平。 建立了硅基应变器件等效电路及其参数模型，开发了硅基应变器件模型参数提取软件，实现了应变器件与集成电路的仿真，填补了当前EDA软件对亚微米、深亚微米应变器件仿真的空白，具有创新性。 带动了一项由西安电子科技大学牵头的国家安全重大基础研究项目（国防973项目：硅基应变超高速集成器件及相关机理研究，2009～2012）。该项目将对我国硅基应变技术的应用和军用集成电路水平的提升及发展起到极大地促进和推动作用。 发表学术论文101篇，其中SCI检索24篇，EI检索41篇；获国家发明专利14项，实用新型1项，另外，申请国家与国防发明专利6项。 本项目取得的成果系统、全面，涵盖了硅基应变材料制备、器件和集成电路设计及制造等全过程的关键理论与技术。本项目的技术成熟度为5级，并已经向相关的研究、生产单位进行了推广。