最後更新:2026年10月8日離子佈植・熱處理離子佈植・熱處理中國大陸:LDD(轻掺杂漏极)

LDD(輕摻雜汲極)是什麼

Lightly Doped Drain (LDD)

LDD(輕摻雜汲極)是只將MOSFET汲極靠近閘極端的部分設為低雜質濃度,以緩和電場、抑制熱載子造成劣化的結構。以閘極為遮罩進行低劑量佈植,形成側壁間隙壁後再佈植高劑量的源極・汲極,以自我對準方式製作。在先進產品中已發展為淺而高濃度的延伸區(extension)。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

LDD(Lightly Doped Drain,輕摻雜汲極)是指在MOSFET的源極・汲極中,只將與閘極端相接的部分設為低雜質濃度的結構。目的是緩和集中於汲極端的電場,抑制熱載子造成的電晶體劣化,於1980年左右開始實用化。

電晶體微縮後,汲極附近的電場會變得非常強,被加速的高能電子(熱載子)會射入閘極氧化膜並被捕獲,使臨界電壓等特性隨時間變化。LDD結構在汲極與通道的交界處夾入低濃度區域,使電位變化平緩,降低電場峰值。製作順序是:形成閘極電極後,以閘極為遮罩進行低劑量離子佈植;接著在閘極兩側形成絕緣膜側壁(側壁間隙壁,sidewall spacer);再於其外側以高劑量佈植源極・汲極,以自我對準方式形成2段結構。

LDD區域電阻高,缺點是會降低電晶體的電流。因此隨著世代演進,該區域轉變為提高濃度並淺層形成的源極・汲極延伸區(SDE)。目前的LDD/延伸區,是以低能量淺層佈植砷或硼,並搭配抑制短通道效應的暈環(halo,口袋)佈植形成。在電源電壓高的功率用或高耐壓MOSFET中,用於緩和電場的輕摻雜汲極結構至今仍很重要。

LDD(輕摻雜汲極)的常見問題

為什麼需要LDD結構?
因為在微縮的MOSFET中,電場會集中於汲極端,被加速的熱載子會被閘極氧化膜捕獲而使特性劣化。在汲極端設置低濃度區域可降低電場峰值,確保電晶體的壽命與可靠度。
LDD和源極・汲極延伸區有什麼不同?
兩者都是形成於閘極端的淺層區域,但LDD是為了緩和電場而降低濃度的結構。延伸區則是為配合微縮降低電阻,在提高濃度的同時形成得非常淺,並搭配暈環佈植來抑制短通道效應。

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