薄膜SOI MOS器件阈值电压的解析模型分析

研究了薄膜全耗尽增强型 SOIMOS器件阈值电压的解析模型 ,并采用计算机模拟 ,得出了硅膜掺杂浓度和厚度、正栅和背栅二氧化硅层厚度及温度对阈值电压影响的三维分布曲线 ,所得到的模拟结果和理论研究结果相吻合。     

应变SiGe沟道PMOSFET阈值电压模型

首先建立了应变SiGe沟道PMOSFET的一维阈值电压模型,在此基础上,通过考虑沟道横向电场的影响,将其扩展到适用于短沟道的准二维阈值电压模型,与二维数值模拟结果呈现出好的符合。利用此模型,模拟分析了各结构参数对器件阈值电压的影响,并简要讨论了无Sicap层器件的阈值电压。     

耗尽型6H-SiC埋沟PMOSFET电流解析模型

在考虑到杂质的不完全离化作用时,建立了S iC埋沟PM O SFET在发生表面多子耗尽时的电流解析模型。实验结果和模拟结果的一致性说明了此模型的准确性。在300~600 K温度范围表面弱电场的条件下,由于杂质不完全离化作用得到充分体现,因此器件的工作状态有不同于常规模型下的特性;当温度升高时离化率的增大使得杂质的不完全离化作用得不到体现,所以文中模型的结果向常规模型的结果靠近,且都与实验结果接近。同时为了充分利用埋沟器件体内沟道的优势,对埋沟掺杂的浓度和深度也进行了合理的设计。     

薄膜SOI材料MOSFET的高温泄漏电流

在对体硅MOSFET高温泄漏电流研究的基础上,深入研究了SOI材料MOSFET泄漏电流的组成、解析式及高温模拟结果,并与体硅MOSFET进行了比较,证明薄膜SOI材料MOSFET的高温泄漏电流明显减小,因而在高温领域中有着广阔的应用前景。     

深亚微米应变SiGe沟PMOSFET特性模拟

为研究深亚微米尺度下应变 Si Ge沟改进 PMOSFET器件性能的有效性 ,运用二维数值模拟程序MEDICI模拟和分析了 0 .1 8μm有效沟长 Si Ge PMOS及 Si PMOS器件特性。Si Ge PMOS垂直方向采用 Si/Si Ge/Si结构 ,横向结构同常规 PMOS,N+ -poly栅结合 P型δ掺杂层获得了合理阈值电压及空穴局域化。研究表明 ,经适当设计的 Si Ge PMOS比对应 Si PMOS的 IDmax、gm、f T均提高 1 0 0 %以上 ,表明深亚微米尺度 Si Ge沟PMOSFET具有很大的性能提高潜力     

应变SiGe沟道PMOSFET亚阈值特性模拟

通过简化的模型,对应变SiGe沟道PMOSFET及Si PMOSFET的亚阈值特性作出了简单的理论分析,然后用二维模拟器Medici进行了模拟和对比;研究了截止电流和亚阈值斜率随SiGe PMOSFET垂直结构参数的变化关系。模拟结果同理论分析符合一致,表明应变SiGe沟道PMOSFET的亚阈值特性比Si PMOSFET更差,并且对垂直结构参数敏感,在器件设计时值得关注。     

应变Si1-xGex沟道PMOSFET空穴局域化研究

为充分利用应变 Si Ge材料相对于 Si较高的空穴迁移率 ,研究了 Si/Si Ge/Si PMOSFET中垂直结构和参数同沟道开启及空穴分布之间的依赖关系。在理论分析的基础上 ,以数值模拟为手段 ,研究了栅氧化层厚度、Si帽层厚度、Si Ge层 Ge组分及厚度、缓冲层厚度及衬底掺杂浓度对阈值电压、交越电压和空穴分布的影响与作用 ,特别强调了 δ掺杂的意义。模拟和分析表明 ,栅氧化层厚度、Si帽层厚度、Si Ge层 Ge组分、衬底掺杂浓度及 δ掺杂剂量是决定空穴分布的主要因素 ,而 Si Ge层厚度、缓冲层厚度和隔离层厚度对空穴分布并不敏感。最后总结了沟道反型及空穴分布随垂直结构及参数变化的一般规律 ,为优化器件设计提供了参考。     

凹槽拐角对深亚微米槽栅PMOSFET特性的影响

为优化槽栅器件结构 ,提高槽栅 MOSFET的性能和可靠性 ,文中用器件仿真软件对凹槽拐角对深亚微米槽栅 PMOSFET的特性影响进行了研究。研究结果表明凹槽拐角强烈影响器件的特性 :随着凹槽拐角的增大 ,阈值电压上升 ,电流驱动能力提高 ,而热载流子效应大大减弱 ,抗热载流子性能增强 ,热载流子可靠性获得提高 ;但凹槽拐角过大时 (例如 90°) ,器件特性变化有所不同     

短沟道MOSFET源漏寄生电阻的二维半解析模型北大核心CSCD

根据金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的工作原理,在MOSFET的源/漏区域引入了矩形等效源,提出了源/漏电阻的二维定解问题。通过用分离变量法、傅里叶展开和积分方程相结合建立MOSFET源/漏电阻的二维半解析模型,得到了源/漏电阻与几何尺寸之间的关系。该模型避免了数值分析时的方程的离散化,且具有较高的精度。计算和仿真结果表明,模型计算出的源/漏电阻阻值接近于Silvaco的仿真值。     

SiGe沟道SOI CMOS的设计及模拟

在 SOI(Silicon on Insulator)结构硅膜上面生长一层 Si Ge合金 ,采用类似 SOICMOS工艺制作成具有Si Ge沟道的 SOICMOS集成电路。该电路不仅具有 SOICMOS电路的优点 ,而且因为 Si Ge中的载流子迁移率明显高于 Si中载流子的迁移率 ,所以提高了电路的速度和驱动能力。另外由于两种极性的 SOI MOSFET都采用 Si Ge沟道 ,就避免了只有 SOIPMOSFET采用 Si Ge沟道带来的选择性生长 Si Ge层的麻烦。采用二维工艺模拟得到了器件的结构 ,并以此结构参数进行了器件模拟。模拟结果表明 ,N沟和 P沟两种 MOSFET的驱动电流都有所增加 ,PMOSFET增加得更多一些     

考虑源漏串联电阻时6H-SiC PMOSFET解析模型

在考虑源漏串联电阻的基础上,建立了一组适用于Si C PMOSFET的解析模型.计算结果与实验结果符合得很好     

深亚微米全耗尽SOI BJMOSFET的二维电流模型

建立了深亚微米全耗尽SOI BJMOSFET器件的二维电流模型;运用HSPICE软件,模拟得到其电流-电压特性曲线.与相同条件下的全耗尽SOI MOSFET相比,该新型SOI器件具有更大的电流输出,是一种直流性能优异的新型SOI器件.     

应变PMOS二维阈值电压解析模型

利用准二维方法求解二维泊松方程,建立了锗硅源漏单轴应变PMOS阈值电压的二维解析模型,理论计算结果和实验报道的结果能很好吻合。研究了不同沟道长度和漏压情况下的沟道表面势,分析了沟道长度、漏压及锗硅源漏中锗摩尔组分等参数对阈值电压的影响。利用TCAD工具进行仿真模拟,结果表明,沟道长度和漏压是单轴应变PMOS阈值电压漂移的主要影响因素,而锗摩尔组分在一定成分范围内影响较小。     

PD SOI NMOSFET翘曲效应的温度模型

报道了一个部分耗尽 (PD) SOI NMOSFET翘曲效应的温度解析模型 .该模型从 PD SOI NMOSFET器件的物理结构 ,即由顶部的 NMOSFET和底部的寄生 BJT构成这一特点出发 ,以一定温度下 PD SOI NMOSFET体-射结电流与漏 -体结电流的动态平衡为核心 ,采用解析迭代方法求解 ,得出漏 -体结碰撞电离产生的空穴在体区中近源端积累达到饱和时的体 -射结电压 ,及漏 -体结和体 -射结电流的各主要分量 ,进而得到了 PD SOI NMOSFET翘曲效应漏电流的温度解析模型 ,并将一定条件下的模拟结果与实验结果进行了比较 ,二者吻合得很好     

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.     

SOI基双级RESURF二维解析模型

提出了SOI基双级RESURF二维解析模型．基于二维Poisson方程，获得了表面电势和电场分布解析表达式，给出了SOI的双级和单级RESURF条件统一判据，得到RESURF浓度优化区(DOR，doping optimal region）,研究表明该判据和DOR还可用于其他单层或双层漂移区结构．根据此模型，对双级RESURF结构的降场机理和击穿特性进行了研究，并利用二维器件仿真器MEDICI进行了数值仿真．以此为指导成功研制了耐压为560V和720V的双级RESURF高压SOI LDMOS．解析解、数值解和实验结果吻合得较好．     

SOI RESURF器件高压互连线效应的二维解析模型

高压互连线效应是影响集成功率器件性能的重要因素之一。首先提出一个高压互连线效应对SOI横向高压器件的漂移区电势和电场分布影响的二维解析模型,进而得到漂移区在不完全耗尽和完全耗尽情况下的器件击穿电压解析表达式,而后利用所建立的模型,研究器件结构参数对击穿特性的影响规律,定量揭示在高压互连线作用下器件击穿多生在阳极PN结的物理本质,指出通过优化场氧厚度可以弱化高压互连线对器件击穿的负面影响,并给出用于指导设计的理论公式。模型的正确性通过半导体二维器件仿真软件MEDICI进行了验证。     

深亚微米SOI栅控混合管(GCHT)的准二维电流解析模型

提出了深亚微米SOIGCHT电流模型.不同于普通MOSFET短沟模型的处理,计及受栅电压及基极电压同时控制的可动电荷的影响,采用准二维分析及抛物线近似,求出沟道长度及漏端电压对源端表面势的影响,较好地反映了电荷共享效应及DIBL效应,并定量计算出与漏电压和栅电压同时相关的动态阈值电压漂移量.模型中同时考虑了速度饱和效应、迁移率下降效应和沟道长度调制效应等.该模型具有清晰的物理意义,从理论上解释了GCHT具有较小的短沟效应及较高的阈值电压稳定性等物理现象.模型计算结果与数值模拟及实验结果吻合良好,较好地描述了短沟GCHT的物理特性.