考慮量子效應(yīng)的MOSFET器件模型建模及驗證.pdf

1、幾十年來，CMOS IC一直遵循摩爾定律不斷發(fā)展，集成度不斷提高，從目前的發(fā)展預(yù)測，在21世紀(jì)的前十年，CMOS器件的特征尺寸將從幾百納米縮小到幾十納米。研究進(jìn)入納米尺度的CMOS器件面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和物理問題已經(jīng)成為當(dāng)前迫切而重要的問題。而在IC EDA軟件中，精確的MOSFET的器件模型是實現(xiàn)IC EDA設(shè)計和IC產(chǎn)品功能與性能聯(lián)系起來的基礎(chǔ)和關(guān)鍵紐帶。本文通過引入泊松一薛定諤方程自洽方法，數(shù)值求解了泊松方程和薛定諤方程的自洽解，得出

2、量子修正后一維閾值表面勢模型，并在此基礎(chǔ)上，求解準(zhǔn)二維泊松方程，建立了小尺寸MOSFET的量子修正閾值電壓模型。本文用數(shù)值方法驗證了所得到模型的準(zhǔn)確性。具體方法是對一組采用0.5μm工藝、柵氧化層厚度為7nm、不同溝道寬長比的nMOSFET器件進(jìn)行了BSIM3系列模型直流參數(shù)的提取，把提取得到的模型參數(shù)輸入BSIM3模型中，并利用此新模型，用電路模擬仿真工具HSPICE對數(shù)字電路進(jìn)行模擬與仿真，得到了很好的仿真結(jié)果。證明了提出的閾值電壓