全耗尽围栅金属氧化物半导体场效应管二维模型

针对深亚微米围栅金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的短沟道效应随沟道长度减小而愈加明显,以及移动电荷在器件强反型区对表面势影响显著的问题,提出了一种全耗尽围栅MOSFET二维模型.同时考虑耗尽电荷和自由电荷的影响,结合沟道与氧化层界面处的边界条件,求解一维泊松方程,得到一维电势分布模型,然后结合器件源漏处的边界条件求解拉普拉斯方程,最终得到全耗尽围栅MOSFET精确的二维表面势模型,并在此基础上得到了阈值电压、亚阈值斜率等电学参数的解析模型.利用Sentaurus软件对解析模型进行了验证,结果表明:该模型克服了本征模型在重掺杂情况下失效和仅考虑耗尽电荷的模型在强反型区失效的缺点,在不同沟道掺杂情况下从亚阈值区到强反型区都适用;与原有模型相比,该阈值电压模型的误差减小了45.5%.     

围栅金属氧化物半导体场效应管电流模型

针对深亚微米级围栅金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)处于堆积或反型时自由载流子对表面势影响显著的问题,提出了一种全耗尽圆柱形围栅MOSFET表面势和电流解析模型.考虑耗尽电荷和自由载流子的影响,采用逐次沟道近似法求解电势泊松方程,得到围栅MOSFET从堆积到耗尽,再到强反型的表面势模型,最后通过源漏两端的表面势得到了围栅器件从线性区到饱和区的连续电流模型,并利用器件数值仿真软件Sentaurus对表面势和电流模型进行了验证.研究结果表明,表面势在堆积区和强反型区分别趋于饱和,在耗尽区和弱反型区随栅压的增加而增加,同时漏压的增加将使得沟道夹断,此时表面势保持不变.增加掺杂浓度导致平带所需的负偏压变大,表面势增加.与现有的阈值电压模型相比,该模型的精确度提高了16%以上.     

低掺杂多晶硅薄膜晶体管阈值电压的修正模型

对低掺杂多晶硅薄膜晶体管的表面势进行分析,将表面势开始偏离亚阈值区、沟道电流迅速增加时所对应的栅压作为晶体管的阈值电压.考虑到多晶硅薄膜的陷阱态密度为单指数分布,通过对低掺杂多晶硅薄膜晶体管的表面势进行求解,推导出一个多晶硅薄膜晶体管阈值电压解析模型,并采用数值仿真方法对模型进行了验证.结果表明:新模型所得到的阈值电压与采用二次导数法提取的阈值电压相吻合.     

低掺杂多晶硅TFT阈值电压的确定和提取

通过对低掺杂多晶硅薄膜晶体管表面势的分析, 建立基于物理过程的阈值电压模型。当其表面势偏离亚阈值区时沟道电流将迅速增加,将此时所对应的栅压定义为阈值电压。基于多晶硅薄膜的陷阱态密度为单指数分布,通过对表面势进行化简与求解,建立了解析的阈值电压模型。器件数值仿真结果表明,采用二次导数法所提取的阈值电压值与本文所提出的阈值电压模型较好的匹配。     

非对称Halo的异质栅SOI MOSFET阈值电压解析模型

为了改善MOSFET的短沟道效应和驱动电流，首次提出了非对称Halo掺杂的异质栅SOIMOSFET结构，这种结构在沟道源端一侧注入浓度较高的杂质，再由具有不同功函数的两种材料拼接形成栅极．通过求解二维电势Poisson方程，建立了全耗尽器件表面势和阈值电压的解析模型．研究表明，该结构能有效抑制漏致势垒降低和热载流子效应，且在沟道长度小于100nm条件下，阈值电压表现出明显的反短沟道特征，在Halo和栅材料界面附近的电场峰值使通过沟道的载流子的传输速度显著提高，解析模型与二维数值模拟软件MEDICI所得结果吻合度较高．     

量子效应对MOSFETs阈值电压和栅电容的影响

根据改进后的三角势阱场近似,并考虑量子化效应,提出了一种基于物理的阈值电压和栅电容的解析模型,给出了MOSFETs的阈值电压和栅电容的解析表达式,并与经典理论结果进行了比较。     

一种MFIS类结构的阈值电压新模型及其C-V特性分析

采用物理和数学分析相结合的方法,构建了MFIS结构阈值电压的一种新的解析模型,对此解析模型的分析表明,铁电材料的介电常数越低,电滞回线的矩形度越好,MFIS结构的存储特性越好．由该模型进一步得到了MFIS结构的C-V曲线,对C-V曲线物理过程的分析表明,工作频率以及铁电电滞回线是否饱和对C-V特性有较大影响,而C-V曲线的窗口与MFIS结构存储特性密切相关。     

杂质纵向高斯分布UTBB-SOI MOSFET的虚拟阴极阈值电压解析模型

采用Sentaurus Process工艺仿真工具,验证了超薄硅膜内单次纵向离子注入并快速热退火后所实现的轻掺杂杂质分布符合高斯规律。设计杂质纵向高斯分布的轻掺杂纳米UTBB-SOI MOSFET,用虚拟阴极处反型载流子浓度来定义阈值电压的方法,为器件建立二维阈值电压解析模型。通过与Sentaurus Device器件仿真结果对比分析,发现:阈值电压模型能准确预测器件在不同掺杂、器件厚度和偏置电压下的阈值电压,正确反映器件的背栅效应,其模拟结果与理论模型相符。     

MOS反型层和多晶硅栅量子效应的解析模型

在超深亚微米MOS器件中,量子效应对器件特性的影响很大.根据改进后的三角势场近似和曲线拟合,同时对MOS器件反型层和多晶硅栅中电子的量子效应进行了建模,得到了一个基于物理的解析模型,利用该模型计算MOS器件的阈值电压,与数值模拟的结果比较表明,模型的精度令人满意.     

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。     

绝缘栅场效应管工作原理的统一表述

关于绝缘栅场效应管的工作原理,现行教材有几种不同的讲解,观点各不相同。结构示意图和特性曲线画法不同。但是,对同一类的场效应管而言,结构示意图和特性曲线只能有一种表述形式是正确的。从场效应管的基本结构出发,用新观点、新方法说明其基本工作原理,击穿的位置,击穿的原因。提出工作原理结构示意图的统一表述方法应当是在源衬、漏衬PN结之间是正负离子对应的耗尽层,在反型层与衬底之间是单一离子层（它不应该与耗尽层混同）。漏极特性曲线的统一表述规律是截止状态时的漏源击穿电压|BV‘DS|是各个不同VGS时,击穿电压的最大值。     

亚微米埋沟pMOSFET阈电压模型

亚微米埋沟ｐＭＯＳＦＥＴ的阈电压模型，该模型考虑了热电子发射等短沟道效应。只要对模型中的符号作相应改变，则可作为ｎＭＯＳＦＥＴ的模型。     

多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型

提出一个多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型.该模型同时考虑了晶体管沟道内晶粒的数目、载流子在晶粒与晶粒间界处不同的输运特性和栅致迁移率降低效应,适应于从小晶粒到大晶粒线性区的多晶硅薄膜晶体管.研究表明:当晶粒尺寸Lg0.4μm时,其有效迁移率主要由晶粒间界控制;降低晶粒间界陷阱态密度可提高有效迁移率;减小栅氧化层厚度可增强栅压对有效迁移率的控制作用;高栅压时出现明显的有效迁移率退化效应.     

用于非均匀掺杂MOS器件开启电压计算的改进方法

提出一种改进了的计算衬底非均匀掺杂ＭＯＳ器件开启电压的算法。这种算法对增强 （Ｅ－）和耗尽（Ｄ－）型 ＭＯＳ器件都适用，且避免了对泊松方程的严格数值求解。所需 计算时间短，而精度足以满足计算机工艺模拟的一需要。本算法巳在ＳＵＰＲＥＭ－Ⅲ中实 现，取代了原程序中不正确的部分。模拟和测试结果相比较得到的一致性证实了该算法 是有效的。本文还对算法的理论基础进行了讨论。     

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