Without a Halo Implant

 

在任何 PN 结中，总会存在一个“耗尽区(depletion region)”，这是一个没有带电载流子的区域。PN 结一侧的所有正电荷必须与另一侧的所有负电荷数量相等，这样才能保持电荷的平衡。

 

当 PN 结由重掺杂 Extension implant (LDD or S/D)（eg. P-doped 1015 ions cm-2）和轻掺杂（eg. N-doped 1012 ions cm-2）的 N-WELL 组成时，耗尽区将深入到轻掺杂的  N-WELL 中，从而使得 N-WELL 中足够的电荷能够被捕获，以中和扩展区(耗尽区)中所有相反极性的电荷。

 

当栅极 Length 极短时，晶体管源极和漏极耗尽区的下边界会发生接触，从而导致一种被称为“Punch-through”的击穿状况。当这种情况发生时，晶体管本应处于 OFF 状态，但是却会处于 ON 状态。

 

 

 

With a Halo Implant

 

通过植入比 N-WELL 高剂量的 N 型 Halo 植入物（eg. N-doped 1013 ions cm-2），在 PN 结的阱侧提供了更多的电荷，以平衡PN结延伸侧的相反电荷。

 

这意味着耗尽区的下边界不会延伸到 N-WELL深处，从而避免了 Punch-through。Halo 植入物仅略微延伸到栅极边缘下方，且不在栅电极下方的大部分 channel 区域中，因此它不会降低 carrier mobility.

 

 

Halo Implant 的作用有：

 

①抑制漏致势垒降低（DIBL），②调节阈值电压（Vth），③改善亚阈值特性（SS），④抑制穿通效应（Punch-Through）

 

 

Reference:

1.Figure from Threshold Systems.

 

 

来源：十二芯座

关键词： 离子扩散 晶体管