部分重叠双栅MOSFET特性的研究

研究一种具有部分重叠双栅结构MOSFET器件模型,并将其与类似的分裂双栅结构MOSFET及普通栅结构MOSFET器件进行比较,利用MEDICI软件对该结构进行仿真.通过仿真可知:部分重叠双栅MOSFET器件通过沟道电场的调节,可降低短沟效应和等效栅电容、提高击穿电压,跨导可由栅压调节,阈值电压随沟道缩短而下降的变化率在文中讨论的3种结构中最小.     

一种新型双材料双栅的MOSFET器件的性能研究

为了给新型场效应晶体管的工艺制造和设计提供新的设计思路和依据,文章以金属-氧化物-半导体场效晶体管(MOSFET)为研究对象,提出了一种新型双材料双栅MOSFET器件的设计方案.该器件采用具有宽禁带、高饱和电子速度、高热导性、高温工作等性能优势而在微电子领域和光电子领域广泛应用的新型半导体材料GaN.同时,通过仿真模拟...     

对称双栅高斯掺杂应变Si金属氧化物半导体场效应管的二维解析模型

基于扩散、阈值调整和离子注入等工艺过程导致器件的沟道区的掺杂分布不均匀,提出对称双栅高斯掺杂应变硅MOSFET器件,并对其相关特性进行研究。通过对沟道二维泊松方程求解建立该器件结构的表面势和阈值电压模型,分析弛豫SiGe层的Ge组分和掺杂偏差σn对表面势和阈值电压的影响。此外,还对比分析高斯掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件和均匀掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件的表面势和阈值电压。研究结果表明:阈值电压随应变Si膜中Ge组分的增加而降低;表面势和阈值电压随偏差σn的增加而减小;高斯掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件和均匀掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件的表面势和阈值电压相差较大,表明非均匀掺杂对器件表面势和阈值电压等影响较大。     

一种新的双栅MOSFET物理模型

本文以单栅MOSFET的物理模型为基础,导出了双栅MOSFET的物理模型,该模型中,不仅考虑了漏压对沟道长度的调制效应,而且也考虑了栅压对沟道中载流子迁移率的影响,由该模型导出的双栅MOSFET的V—I特性与实验结果做了比较,二者符合得很好,并对器件的V—I特性从物理机制上进行了详细讨论。     

MOSFET的一种新的速度饱和模型

描述了MOSFET中的迁移率、速度对于表面场的相关性。考虑到沟道电位分布对法向场的影响,得到了工作在饱和区的MOSFET 漏端漂移场强为有限值,迁移率为非零值以及载流子的饱和速度随有效栅压的增加而稍有降低的结果。跨导曲线的饱和程度优于已报导的模型。     

硅双栅MOS场效应晶体管的模型和实验特性

硅双栅MOS场效应晶体管或称MOS场效应四级管(简写为DG—MOSFET′S),是一种超高频、低噪声、增益可控的新型固体电子器件。本文是根据电流连续性原理系统的推证了该器件的物理模型及实验特性。其结果通过电子计算机所计算出的工作曲线与实测都基本与Brown和Barsan等人的一致。故本文认为这是一种比单栅MOS场效应晶体管(简写为SG—MOSFET′S)性能好,应用更加广泛的MOSFET器件。     

纳米双栅MOSFETs的量子格林函数模拟

采用一种量子动力学模型研究纳米MOSFET(场效应管)电流特性.该模型基于二维NEGF(非平衡格林函数)方程和Poisson方程自洽全量子数值解.使用该方法研究了纳米双栅MOSFET结构尺寸对电流特性的影响.模拟结果显示:越细长的沟道,器件的短沟效应越弱,器件的亚阈值斜率随栅氧化层增厚而加大.另外,通过分析器件不同区域的散射自能效应,得出减缓纳米双栅MOSFET电流性能下降的途径.所用模型具有概念清晰,求解稳定等特点.作为多体量子模型,本方法可应用于一维量子线及量子点阵列所构成的纳米器件,并有望在纳米MOSFET器件设计中得以应用.     

隧穿电流影响下的小尺寸电路设计

对于具有超薄的氧化层的小尺寸MOSFET器件,静态栅隧穿漏电流的存在严重地影响了器件的正常工作,基于新型应变硅材料所构成的MOSFET器件也存在同样的问题.为了说明漏电流对新型器件性能的影响,利用双重积分方法提出了小尺寸应变硅MOSFET栅隧穿电流理论预测模型,并在此基础上,基于BSIM4模型使用HSPICE仿真工具进行了仔细的研究,定量分析了在不同栅压、栅氧化层厚度下,MOSFET器件、CMOS电路的性能.仿真结果能很好地与理论分析相符合,这些理论和实验数据将有助于以后的集成电路设计.     

650V高压型超结结构MOSFET器件设计与性能研究

功率MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)作为绝缘栅控制的开关型器件,因其功率大,驱动简单,应用越来越广泛。采用深槽刻蚀填充技术设计的650 V高压型超结结构MOSFET器件,主要应用于汽车充电桩等电源管理,力求在保持参数不变的前提下,优化导通电阻。通过工艺仿真技术测试功率MOSFET器件的性能,研究了槽偏移距离以及掺杂浓度对导通电阻和击穿电压的关系。结果表明,槽偏移会导致超结部分的电荷不平衡,槽偏移不论正负,只要是在同一水平位置,那么两者的总电荷数就是不同的。在柱宽不变的情况下,随着浓度的增加,其击穿电压和导通电阻都缓慢下降,并且导通电阻随着掺杂浓度的提高而降低。本研究对半导体领域器件设计优化和提升具有一定的参考意义。     

高k介质纳米MOSFET栅电流和电容模型

介绍了一种纳米MOSFET（场效应管）栅电流和电容的统一模型,该模型基于Schrfidinger-Poisson方程自洽全量子数值解,特别适用于高k栅介质和多层高k栅介质纳米MOSFET。运用该方法计算了各种结构和材料高k介质的MOSFET栅极电流,并进行了分析比较。模拟得出栅极电流和电容与实验结果符合。     

异步对称双栅InGaZnO薄膜晶体管表面电势的解析模型

针对异步对称双栅结构的氧化铟镓锌(InGaZnO)薄膜晶体管(thin film transistors,TFTs),求解泊松方程,并根据载流子在亚阈区、导通区的不同分布特点,在亚阈区引入等效平带电压的概念,在导通区运用Lambert W函数近似,建立异步对称双栅InGaZnO TFT表面电势解析模型。该模型的拟合参数只有2个,能够较好地反映介电层厚度、沟道电压等参数对电势的影响。基于所建模型及TCAD分析,研究InGaZnO层厚度、栅介质层厚度以及缺陷态密度等物理量对独立栅控双栅晶体管表面电势的影响。研究结果表明:在亚阈区,表面电势随着底栅电压增大呈近似线性增大,且在顶栅电压调制作用下平移;在导通区,表面电势随着底栅电压的增加逐步饱和,且电势值与顶栅调制电压作用相关度小。表面电势的解析模型与TCAD数值计算结果对比,具有较高的吻合度;在不同缺陷态密度分布情况下,电势模型的计算值与TCAD分析值相对误差均小于10%。本研究成果有利于了解双栅InGaZnO TFT的导通机制,可用于InGaZnO TFT的器件建模及相关集成电路设计。     

短沟道MOS器件阈电压和跨导的温度关系

本文从yau的模型出发,推导出了短沟道硅栅MOSFET的阈电压表达式及阈电压与温度的关系:并考虑短沟道MOSFET的扩散电流。推导出简单的电流—电压关系表达式,求出了跨导;得到了与试验一致的结果。发现,随温度的降低,MOSFET的阈电压的大小上升,阈电压的温度梯度的大小减小,跨导的大小急剧上升。结果表明,MOSFET更适合低温下工作。     

大面积薄栅MOSFET的V_T与D_(OX)的关系研究

本文研究了大面积薄栅M OSFET的阈值电压与栅氧化层厚度的关系。实验结果表明,在薄栅情形(d_(ox)=135～312 )中,阈值电压随着栅氧化层厚度的减少而下降;阈值电压的一维模型仍然适用于大面积薄栅MOSFET。     

深亚微米SOI MOSFET阈值电压特性研究

在建立SOI MOSFET阈值电压模型的基础上,对其阈值电压特性进行了研究,分析了阈值电压与硅膜掺杂浓度、前栅、背栅氧化层厚度、温度的关系.     

双栅MOS场效应晶体管的短沟道效应

一引言早在1965年就由Ditrick,Mitchell和Dawson等人研制出世界上第一批具有实际应用价值的双栅MOS四极管,也称双栅MOS场效应晶体管,它具有频率高、噪声低、增益可控和工作稳定等特点。关于DG—MOSFET′S在我国正处于开发和研制阶段,笔者虽早已做出管芯并已发了有关文章。但对它的特性和应用还有待进一步深入研究,特别是对它的阈电压和击穿电压等随沟道长度的缩短而降低。这种现象和本质,即所谓短沟道效应,要进行深入研讨,以进一步扩大其应用领域。二短沟道效应 DG—MOSFET′S同SG-MOSFET′S一样,为了提高频率和开关特性,除增大g_(ms)/c_(gs)的比值、减小寄生电容c_(ps)等外,最有效的办法就是减小沟道长度L_1和L_2.当L_1和L_2减小到可以同它的源漏耗尽层厚度相比拟时,也会出现所谓短沟道效应(SCE),即阈电压V_(th)和击穿电压BV随L_1和     

环栅肖特基势垒MOSFET解析电流模型

肖特基势垒金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor FieldEffect Transistor,MOSFET)的电流一般需要通过载流子的费米狄拉克分布对能量积分来计算或自洽迭代数值计算,为降低其复杂性,本文采用若干拟合参数,考虑镜像力势垒降低效应、偶极子势垒降低效应和小尺寸下量子化效应对肖特基势垒高度的影响,给出了环栅肖特基势垒MOSFET一种新的解析电流模型。所提出的电流模型与文献报道实验数据符合较好,验证了模型的正确性,对环栅肖特基势垒MOSFET器件以及电路设计提供了一定的参考价值.     

对称薄膜双栅MOSFET温度特性的研究

文章对薄膜双栅MOSFET器件的温度特性进行了研究。首先对其进行理论分析,得到亚阈值电流、阈值电压和饱和电流等随温度的变化关系,并计算出理论结果,再用Medici模拟仿真加以验证,比较了不同温度下的输出特性、饱和漏电流、阈值电压与温度变化的关系,验证结果表明两者是一致的。     

一种新的双逆变器式有源电力滤波器电路

提出一种新的双逆变器式有源电力滤波器(APF)电路采用一个高压、低开关频率的绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器和一个低压、高开关频率的电力场效应晶体管(MOSFET)逆变器的组合来消除谐波电流．IGBT逆变器的作用是提供基波电压，并补偿无功功率，MOSFET逆变器则实现消除谐波电流的功能．IGBT和MOSFET通过一个分离式电容器组共用一个直流环节，以降低成本和简化控制．采用这种方式，可在很宽的频率范围内消除谐波电流的影响．同传统的APF电路相比，这种方式所用的直流环节电压较低，产生的噪声也较小．仿真和实验的结果证明了这种APF电路能够消除负载谐波电流．     

一种新的双逆变器式有源电力滤波器电路

提出一种新的双逆变器式有源电力滤波器(APF)电路.采用一个高压、低开关频率的绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器和一个低压、高开关频率的电力场效应晶体管(MOSFET)逆变器的组合来消除谐波电流.IGBT逆变器的作用是提供基波电压,并补偿无功功率,MOSFET逆变器则实现消除谐波电流的功能.IGBT和MOSFET通过一个分离式电容器组共用一个直流环节,以降低成本和简化控制.采用这种方式,可在很宽的频率范围内消除谐波电流的影响.同传统的APF电路相比,这种方式所用的直流环节电压较低,产生的噪声也较小.仿真和实验的结果证明了这种APF电路能够消除负载谐波电流.     

集成MOSFET跨导结构非线性的谐波分析法

MOSFET 金属氧化物半导体场效应晶体管跨导结构是全集成 MOSFET-C连续时间滤波器的基本电阻结构.本文根据导出的 MOSFET 伏安特性的傅里叶公式,提出了失配情况下 MOSFET 跨导结构非线性的谐波分析法,并给出了详细表格以供应用时参考.