【摘 要】
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随着集成电路的发展，对器件的尺寸要求越来越小，因此需要寻找新材料、新器件结构和新设计方法学进行纳米级器件设计以提高集成电路的性能。应变硅材料由于应力的引入使得器件的
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随着集成电路的发展，对器件的尺寸要求越来越小，因此需要寻找新材料、新器件结构和新设计方法学进行纳米级器件设计以提高集成电路的性能。应变硅材料由于应力的引入使得器件的载流子迁移率有了较大的提高，同时能够与现有Si工艺兼容，因此受到广泛地关注和研究，并被应用于集成电路的制造中。通过研究不同器件结构对于器件性能的影响，设计应变硅N/PMOS器件，并对器件结构的工艺实现进行优化，获得优化的器件设计参数；基于优化的器件结构，研究应力在器件沟道中的分布情况及其对器件性能的增强机理，研究表明：设计的应变硅NMOS和应变硅PMOS器件的饱和电流与普通NMOS和PMOS器件相比分别提高了26.6%和11.5%，跨导分别提高了26.1%和9.5%；同时，研究分析应变硅器件的电容和频率特性与器件参数之间的理论关系，结果表明：应力工艺结构的引入使得器件的电容有所增大，同时随着沟道中应力的增大，应变硅器件的截止频率不断增大；最后，使用优化后的应变硅N/PMOS器件搭建应变硅CMOS反相器和3级环形振荡器，分析应力对CMOS瞬态响应和环形振荡器振荡频率的影响及应变硅CMOS反相器传输延时、输出过冲电压与器件结构参数的理论关系，得到应力的引入减小了反相器的传输延时，增大了反相器的输出过冲电压；并且引入应力后环形振荡器的振荡频率提高到了25GHz，验证了本文所设计的器件的优越性。
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