考虑量子力学效应的超薄栅氧nMOSFET's直接隧穿电流二维模型

研究了超薄栅氧MOS器件的直接隧穿(direct tunneling,DT)电流模型问题.利用修正的WKB近似方法(modified WKB,MWKB)得到电子隧穿栅氧的几率,利用修正的艾利函数(modified Airy function,MAF)方法计算得到在高电场条件下载流子的量子化能级,从而计算出在不同偏置条件下的DT电流.模型实现了nMOSFET's栅隧穿电流的二维模拟,可以模拟在不同栅漏偏置条件下的器件工作情况,具有较广泛的适用性.通过对比表明,本模型能够与实验结果很好地吻合,且速度明显优于数值方法.利用模型可很好地对深亚微米MOS器件的栅电流特性进行预测.     

深亚微米MOS器件中栅介质层的直接隧穿电流

在WKB近似的理论框架下,提出了一个MOS器件中栅介质层直接隧穿电流的模型.在这个模型中,空穴量子化采用了一种改进的单带有效质量近似方法,这种方法考虑了价带的混合效应.通过与试验结果的对比,证明了这个模型可以适用于CMOS器件中电子和空穴的隧穿电流.还研究了介质层能隙中的色散对隧穿电流的影响.这个模型还可以进一步延伸到对未来高介电常数栅介质层中隧穿电流的研究.     

深亚微米MOS器件中栅介质层的直接隧穿电流

在WKB近似的理论框架下,提出了一个MOS器件中栅介质层直接隧穿电流的模型.在这个模型中,空穴量子化采用了一种改进的单带有效质量近似方法,这种方法考虑了价带的混合效应.通过与试验结果的对比,证明了这个模型可以适用于CMOS器件中电子和空穴的隧穿电流.还研究了介质层能隙中的色散对隧穿电流的影响.这个模型还可以进一步延伸到对未来高介电常数栅介质层中隧穿电流的研究.     

超薄栅介质MOSFET直接隧穿电流自洽解模型

采用自洽解方法求解一维薛定谔方程和二维泊松方程,得到电子的量子化能级和相应的浓度分布,利用MWKB方法计算电子隧穿几率,从而得到不同栅偏置下超薄栅介质MOSFET的直接隧穿电流模型。一维模拟结果与实验数据十分吻合,表明了模型的准确性和实用性。二维模拟结果表明,低栅压下,沟道边缘隧穿电流远大于沟道中心隧穿电流,沟道各处的隧穿电流均大于一维模拟结果;高栅压下,隧穿电流在沟道的分布趋于一致,且逼近一维模拟结果。     

栅隧穿电流分量研究

MOS器件尺寸缩减,导致栅氧化层厚度急剧减小,引起栅隧穿电流的迅速增大,对MOS器件特性产生了很大影响。该文基于此,重点分析和研究了栅隧穿电流分量及其特性,并针对四端MOS器件给出了相应的栅隧穿电流分量测试原理及构思。     

一种精确求解超薄栅NMOS器件隧穿电流的模型

提出了一种精确求解隧穿电流的模型。通过自洽求解一维薛定谔方程和泊松方程,得到NMOS器件的半导体表面电势分布、反型层二维电子气的量子化能级以及对应的载流子浓度分布。为计算隧穿电流,采用了多步势垒逼近方法计算栅氧化物势垒层的隧穿几率,从而避免了WKB方法在突变边界处波函数不连续带来的缺陷。通过考虑(100)Si衬底的导带多能谷效应和栅极多晶硅耗尽效应,讨论了不同栅氧化层厚度下隧穿电流与栅压的依赖关系。模拟结果与实验数据吻合。     

直接隧穿栅电流对CMOS逻辑电路的影响

对于纳米级的CMOS电路,由于MOS器件具有超薄的氧化层,栅隧穿漏电流的存在严重地影响了电路的正常工作。本文基于可靠性理论和电路级仿真深入地研究直接隧穿电流对CMOS逻辑电路的影响。仿真结果很好地与理论分析相符合,这些理论和仿真将有助于以后的集成电路设计。     

栅型共振隧穿晶体管的设计与研制

在研制RTD经验的基础上设计并研制成功栅型GaAs基共振隧穿晶体管(GRTT).文中对该器件的材料结构设计、器件结构设计、光刻版图设计、器件制作、参数测量与分析等进行了系统的描述.所研制出的GRTT最大PVCR为46,最大跨导为8mS,为进一步改善器件性能和参数奠定了基础.     

Si3N4栅MOS器件的隧穿电流模拟

随着MOS器件尺寸按比例缩小到亚100 nm时代,栅绝缘层直接隧穿(Direct Tunnel-ing,DT)电流逐渐增大.使用Si3N4材料作为栅介质,利用其介电常数高于SiO2的特性,可以在一定时期内有效地解决隧穿电流的问题.文章在二维器件模拟软件PISCES-II中首次添加了模拟高k材料MOS晶体管的器件模型,并对SiO2和Si3N4栅MOS晶体管的器件特性进行了模拟比较.     

纳米级MOS器件中电子直接隧穿电流的研究

文章从分析量子力学效应对纳米级MOS器件的影响出发,采用顺序隧穿理论和巴丁传输哈密顿方法,建立了纳米级MOS器件直接隧穿栅电流的计算模型。通过和实验数据的比较,证明了该模型的有效性。计算结果表明,在纳米级MOS器件中,采用SiO2作栅介质时,1.5 nm厚度是按比例缩小的极限。该计算模型还可以用于高介电常数栅介质和多层栅介质MOS器件的直接隧穿电流的计算。     

一个超薄氧化物nMOSFET器件的直接隧穿电流经验公式

建立了一个直接隧穿电流的经验公式.将氧化层厚度作为可调参数,用这个经验公式可以很好地拟合超薄氧化物nMOSFET器件的直接隧穿电流.在拟合中所得到的氧化层厚度比用量子力学电压-电容方法模拟得到的氧化层厚度小,其偏差在0.3nm范围内.     

一个超薄氧化物nMOSFET器件的直接隧穿电流经验公式

建立了一个直接隧穿电流的经验公式 .将氧化层厚度作为可调参数 ,用这个经验公式可以很好地拟合超薄氧化物 n MOSFET器件的直接隧穿电流 .在拟合中所得到的氧化层厚度比用量子力学电压 -电容方法模拟得到的氧化层厚度小 ,其偏差在 0 .3nm范围内 .     

Modeling of Gate Tunneling Current for Nanoscale MOSFETs with High-k Gate Stacks

介绍了一种纳米MOSFET(场效应管)栅电流的统一模型,该模型基于Schrodinger-Poisson方程自洽全量子数值解,特别适用于高k栅介质和多层高k栅介质纳米MOSFET.运用该方法计算了各种结构和材料高k介质的MOSFET栅极电流,并对pMOSFET和nMOSFET高k栅结构进行了分析比较.模拟得出栅极电流与实验结果符合,而得出的优化氮含量有待实验证实.     

高k栅介质纳米MOSFET栅电流模型

介绍了一种纳米MOSFET(场效应管)栅电流的统一模型,该模型基于Schrodinger-Poisson方程自洽全量子数值解,特别适用于高k栅介质和多层高k栅介质纳米MOSFET.运用该方法计算了各种结构和材料高k介质的MOSFET栅极电流,并对pMOSFET和nMOSFET高k栅结构进行了分析比较.模拟得出栅极电流与实验结果符合,而得出的优化氮含量有待实验证实.     

纳米双栅MOS器件的二维量子模拟

利用非平衡格林函数法处理开放边界条件的薛定谔方程,与泊松方程自洽求解,在实空间实现了对纳米量级双栅MOS器件的二维量子模拟。与模空间法的仿真效率及模拟结果进行了比较,对栅极漏电流受栅介质、栅与源漏交叠、栅氧层厚度的影响进行了研究。     

超薄栅MOS结构恒压应力下的直接隧穿弛豫谱

随着器件尺寸的迅速减小 ,直接隧穿电流将代替 FN电流而成为影响器件可靠性的主要因素 .根据比例差值算符理论和弛豫谱技术 ,针对直接隧穿应力下超薄栅 MOS结构提出了一种新的弛豫谱——恒压应力下的直接隧穿弛豫谱 (DTRS) .该弛豫谱保持了原有弛豫谱技术直接、快速和方便的优点 ,能够分离和表征超薄栅 MOS结构不同氧化层陷阱 ,提取氧化层陷阱的产生 /俘获截面、陷阱密度等陷阱参数 .直接隧穿弛豫谱主要用于研究直接隧穿注入的情况下超薄栅 MOS结构中陷阱的产生和复合 ,为超薄栅 MOS结构的可靠性研究提供了一强有力工具 .