多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管物理特性與器件仿真模型研究.pdf

1、傳統(tǒng)的平面金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的比例縮小到達(dá)20nm時(shí),面臨的不僅僅是技術(shù)上的困難,還有短溝道效應(yīng)(short channel effects,SCE)、量子隧穿引起的柵極和結(jié)點(diǎn)泄漏電流、高的體摻雜引起閾值電壓變化以及載流子遷移率衰減所帶來(lái)的限制。非傳統(tǒng)的多柵結(jié)構(gòu)器件比如雙柵（double-gate,DG) MOSEFTs、環(huán)柵(surrounding-gate,SG)MOSFETs對(duì)溝道電荷有很好的控制能力

2、,降低短溝道效應(yīng),改善亞閾值斜率(Sub-threshold slope,SS)退化和漏致勢(shì)壘降低效應(yīng),是平面MOSFETs進(jìn)入低于20nm技術(shù)階段以后的替代選擇。本論文重點(diǎn)研究討論這兩種非傳統(tǒng)MOSFETs(即是雙柵和環(huán)柵MOSFETs)的建模以及TCAD仿真。
　　為了更深入地理解半導(dǎo)體器件的建模和仿真,介紹了多柵晶體管的比例縮小尺寸引起的短溝道問(wèn)題以及反型層電容。由于體反型(volume inversion)效應(yīng)的存在,薄層

3、電荷近似不再適用于多柵(multiple-gate,MG)MOSFETs。文章回顧了完整的長(zhǎng)溝道對(duì)稱(chēng)DG和SG MOSFETs的非薄層電荷漏電流解析模型。通過(guò)一些合理的近似,可以把 DG和SG MOSFETs模型推廣到所有類(lèi)型的MG MOSFETs。采用Silvaco TCAD數(shù)值仿真工具,改變不同的物理參數(shù),對(duì)DG和SG MOSFETs仿真,并分析結(jié)果。
　　給出長(zhǎng)溝道摻雜 DG MOSFETs的靜電表面電勢(shì)的表達(dá)式。給出精確的