亚100nm SOI器件的结构优化分析

分析了SOI器件各结构参数对器件性能的影响,给出了器件各结构参数的优化方向,找出了可行硅膜厚度和可行沟道掺杂浓度之间的设计容区.在部分耗尽与全耗尽SOI器件的交界处,阈值电压的漂移有一个峰值,在器件设计时应避免选用这一交界区.此外,随着硅膜厚度的减小,器件的泄漏电流随着沟道掺杂浓度的不同,有一个极小值.通过模拟分析发现,只要合理选择器件的结构参数,就能得到性能优良的SOI器件     

对异型硅岛实现的厚膜全耗尽SOIMOSFET的模拟研究

本文提出了用异型硅岛实现的厚膜全耗尽(FD)SOI MOSFET的新结构,并分析了其性能与结构参数的关系.通过在厚膜SOI MOSFET靠近背栅的界面形成一个相反掺杂的硅岛,从而使得厚膜SOI MOSFET变成全耗尽器件.二维模拟显示,通过对异型硅岛的宽度、厚度、掺杂浓度以及在沟道中位置的分析与设计,厚膜SOI MOSFET不仅实现了全耗尽,从而克服了其固有的Kink效应,而且驱动电流也大大增加,器件速度明显提高,同时短沟性能也得到改善.模拟结果证明:优化的异型硅岛应该位于硅膜的底部中央处,整个宽度约为沟道长度的五分之三,厚度大约等于硅膜厚度的一半,掺杂浓度只要高出硅膜的掺杂浓度即可.重要的是,异型硅岛的设计允许其厚度、宽度、掺杂浓度以及位置的较大波动.可以看出,异型硅岛实现的厚膜全耗尽 SOI MOSFET 为厚膜SOI器件提供了一个更广阔的设计空间.     

SOI和体硅MOSFET大信号非准静态效应比较研究

研究了全耗尽SOI、部分耗尽SOI和体硅NMOS器件中源、漏、栅和衬底电流的非准静态现象。研究表明,在相同的结构参数下,体硅器件的非准静态效应最强,PDSOI次之,FDSOI最弱。指出了沟道源、漏端反型时间和反型程度的不同是造成非准静态效应的内在原因。最后提出临界升压时间的概念,以此对非准静态效应进行定量表征,深入研究器件结构参数对非准静态效应的影响规律。结果显示,通过缩短沟道长度、降低沟道掺杂浓度、减小硅膜厚度和栅氧厚度、提高埋氧层厚度等手段,可以弱化SOI射频MOS器件中的非准静态效应。     

部分耗尽SOI MOSFETs中沟道的非对称掺杂效应

利用二维模拟软件对部分耗尽SoI器件中的非对称掺杂沟道效应进行了模拟.详细地研究了该结构器件的电学性能,如输出特性,击穿特性.通过本文模拟发现部分耗尽SOI非对称掺杂沟道相比传统的部分耗尽SOI,能抑制浮体效应,改善器件的击穿特性.同时跟已有的全耗尽SOI非对称掺杂器件相比,部分耗尽器件性能随参数变化,在工业应用上具有可预见性和可操作性.因为全耗尽器件具有非常薄的硅膜,而这将引起如前栅极跟背栅极的耦合效应和热电子退化等寄生效应.     

部分耗尽SOI MOSFETs中沟道的非对称掺杂效应

利用二维模拟软件对部分耗尽SoI器件中的非对称掺杂沟道效应进行了模拟.详细地研究了该结构器件的电学性能,如输出特性,击穿特性.通过本文模拟发现部分耗尽SOI非对称掺杂沟道相比传统的部分耗尽SOI,能抑制浮体效应,改善器件的击穿特性.同时跟已有的全耗尽SOI非对称掺杂器件相比,部分耗尽器件性能随参数变化,在工业应用上具有可预见性和可操作性.因为全耗尽器件具有非常薄的硅膜,而这将引起如前栅极跟背栅极的耦合效应和热电子退化等寄生效应.     

栅控二极管R-G电流法表征SOI-MOS器件埋氧层界面陷阱的敏感性分析

通过数值模拟手段,用归一化的方法研究了界面陷阱、硅膜厚度和沟道掺杂浓度对R-G电流大小的影响规律.结果表明:无论在FD还是在PD SOI MOS器件中,界面陷阱密度是决定R-G电流峰值的主要因素,硅膜厚度和沟道掺杂浓度的影响却因器件的类型而异.为了精确地用R-G电流峰值确定界面陷阱的大小,器件参数的影响也必须包括在模型之中.     

非对称HALO结构的全耗尽SOI二维阈值电压解析模型

在考虑了隐埋层与硅层的二维效应的基础上提出非对称HALO结构的全耗尽SOI二维阈值电压解析模型,该模型计算了在不同硅膜厚度,掺杂浓度,HALO区占沟道比例的条件下的阈值电压.模型结果与二维数值模拟软件MEDICI的模拟结果较好的吻合,该模型对HALO结构的物理特性和工艺设计有很好的指导意义.     

An Analytical Threshold Voltage Model for Fully Depleted SOI MOSFETs

提出了一种新的全耗尽SOI MOSFETs阈值电压二维解析模型.通过求解二维泊松方程得到器件有源层的二维电势分布函数,氧化层-硅界面处的电势最小值用于监测SOI MOSFETs的阈值电压.通过对不同栅长、栅氧厚度、硅膜厚度和沟道掺杂浓度的SOI MOSFETs的MEDICI模拟结果的比较,验证了该模型,并取得了很好的一致性.     

栅控二极管R-G电流法表征SOI-MOS器件埋氧层界面陷阱的敏感性分析

通过数值模拟手段 ,用归一化的方法研究了界面陷阱、硅膜厚度和沟道掺杂浓度对 R- G电流大小的影响规律 .结果表明 :无论在 FD还是在 PD SOI MOS器件中 ,界面陷阱密度是决定 R- G电流峰值的主要因素 ,硅膜厚度和沟道掺杂浓度的影响却因器件的类型而异 .为了精确地用 R- G电流峰值确定界面陷阱的大小 ,器件参数的影响也必须包括在模型之中     

全耗尽SOI MOSFETs阈值电压解析模型

提出了一种新的全耗尽SOI MOSFETs阈值电压二维解析模型.通过求解二维泊松方程得到器件有源层的二维电势分布函数,氧化层-硅界面处的电势最小值用于监测SOI MOSFETs的阈值电压.通过对不同栅长、栅氧厚度、硅膜厚度和沟道掺杂浓度的SOI MOSFETs的MEDICI模拟结果的比较,验证了该模型,并取得了很好的一致性.