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超短沟道MOSFET电势的二维半解析模型

韩名君 柯导明 迟晓丽 王敏 王保童

超短沟道MOSFET电势的二维半解析模型

韩名君, 柯导明, 迟晓丽, 王敏, 王保童
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  • 本文根据超短沟道MOSFET的工作原理, 在绝缘栅和空间电荷区引入两个矩形源, 提出了亚阈值下电势二维分布的定解问题. 通过半解析法和谱方法相结合, 首次得到了该定解问题的二维半解析解, 解的结果是一个特殊函数, 为无穷级数表达式. 该模型的优点是避免了数值分析时的方程离散化, 表达式不含适配参数、运算量小、精度与数值解的精度相同, 可直接用于电路模拟程序. 文中计算了沟道长度是45—22 nm的MOSFET电势、表面势和阈值电压. 结果表明, 新模型与Medici数值分析结果相同.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61076086)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:2103401110008)资助的课题.
    [1]

    Kasai R, Yokoyamak, Yoshiia A, Sudo T 1982 IEEE Trans. on Electron Devices 29 870

    [2]

    Hadji D, Marchal Y 1999 IEEE Trans. Magnetics 35 1809

    [3]

    Rios R, Mudanai S, Shih W K, Packan P 2004 IEDM Tech. Dig. 755

    [4]

    He Jin, Chan Mansun, Zhang Xing 2006 IEEE Trans.on Electron Devices 53 2008

    [5]

    Xie Q, Xu Jnm, Yuan Taur 2012 IEEE Trans. Electron Devices 59 1569

    [6]

    Liu Z H, Hu C, Huang JH, Chan T Y, Jeng M C, Ko P K, Y C Cheng 1993 IEEE Trans. on Electron Devices 40 86

    [7]

    Qing S S, Zhang H M, Hu H Y, Qu J T, Wang G Y, Xiao Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 058501 (in Chinese) [秦珊珊, 张鹤鸣, 胡辉勇, 屈江涛, 王冠宇, 肖庆, 舒珏 2011 物理学报 60 058501]

    [8]

    Baishya S, Allik A, Sarkar C K 2006 IEEE Trans.on Electron Devices 53 507

    [9]

    Xi X, Dunga M, He J, Liu W, Cao K M, Jin X, Ou J J, Chan M, Niknejad A M, Hu C 2004 BEIM 4.5.0 MOSFET MODEL (Berkeley: Dept. Elect. Eng. Comput. Sci. University of California)

    [10]

    Sheng J N, Ma Q S, Yuan B, Zheng Q H, Yan Z W 2006 Theory and Application of Electromagnetic Field and Wave by Semi-Analytical Method (Beijing: Science Press) p25 (in Chinese) [盛剑霓, 马齐爽, 袁斌, 郑勤红, 闫照文 2006 电磁场与波分析中半解析法的理论方法与应用 (北京: 科学出版社) 第25页]

    [11]

    Jayadeva G S, DasGupta A 2010 IEEE Trans. on Electron Devices 57 1820

    [12]

    Medici Version A User Guide 2007 Synopsys Company

    [13]

    Ratnakumar K, Meindl J 1982 IEEE Solid-State Circuits 17 937

    [14]

    Yu B, Lu H, Liu M, Taur Y 2007 IEEE Trans. on Electron Devices 54 2715

    [15]

    Xie Q, Xu J, Ren T, Taur Y 2010 Semicond. Sci. Technol. 25 035

    [16]

    Bi H S, Hai C S, Han Z S 2011 Acta Phys. Sin. 60 018501 (in Chinese) [毕津顺, 海潮和, 韩郑生 2011 物理学报 60 018501]

  • [1]

    Kasai R, Yokoyamak, Yoshiia A, Sudo T 1982 IEEE Trans. on Electron Devices 29 870

    [2]

    Hadji D, Marchal Y 1999 IEEE Trans. Magnetics 35 1809

    [3]

    Rios R, Mudanai S, Shih W K, Packan P 2004 IEDM Tech. Dig. 755

    [4]

    He Jin, Chan Mansun, Zhang Xing 2006 IEEE Trans.on Electron Devices 53 2008

    [5]

    Xie Q, Xu Jnm, Yuan Taur 2012 IEEE Trans. Electron Devices 59 1569

    [6]

    Liu Z H, Hu C, Huang JH, Chan T Y, Jeng M C, Ko P K, Y C Cheng 1993 IEEE Trans. on Electron Devices 40 86

    [7]

    Qing S S, Zhang H M, Hu H Y, Qu J T, Wang G Y, Xiao Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 058501 (in Chinese) [秦珊珊, 张鹤鸣, 胡辉勇, 屈江涛, 王冠宇, 肖庆, 舒珏 2011 物理学报 60 058501]

    [8]

    Baishya S, Allik A, Sarkar C K 2006 IEEE Trans.on Electron Devices 53 507

    [9]

    Xi X, Dunga M, He J, Liu W, Cao K M, Jin X, Ou J J, Chan M, Niknejad A M, Hu C 2004 BEIM 4.5.0 MOSFET MODEL (Berkeley: Dept. Elect. Eng. Comput. Sci. University of California)

    [10]

    Sheng J N, Ma Q S, Yuan B, Zheng Q H, Yan Z W 2006 Theory and Application of Electromagnetic Field and Wave by Semi-Analytical Method (Beijing: Science Press) p25 (in Chinese) [盛剑霓, 马齐爽, 袁斌, 郑勤红, 闫照文 2006 电磁场与波分析中半解析法的理论方法与应用 (北京: 科学出版社) 第25页]

    [11]

    Jayadeva G S, DasGupta A 2010 IEEE Trans. on Electron Devices 57 1820

    [12]

    Medici Version A User Guide 2007 Synopsys Company

    [13]

    Ratnakumar K, Meindl J 1982 IEEE Solid-State Circuits 17 937

    [14]

    Yu B, Lu H, Liu M, Taur Y 2007 IEEE Trans. on Electron Devices 54 2715

    [15]

    Xie Q, Xu J, Ren T, Taur Y 2010 Semicond. Sci. Technol. 25 035

    [16]

    Bi H S, Hai C S, Han Z S 2011 Acta Phys. Sin. 60 018501 (in Chinese) [毕津顺, 海潮和, 韩郑生 2011 物理学报 60 018501]

  • [1] 陈卫兵, 徐静平, 邹 晓, 李艳萍, 许胜国, 胡致富. 小尺寸MOSFET隧穿电流解析模型. 物理学报, 2006, 55(10): 5036-5040. doi: 10.7498/aps.55.5036
    [2] 代月花, 陈军宁, 柯导明, 孙家讹. 考虑量子化效应的MOSFET阈值电压解析模型. 物理学报, 2005, 54(2): 897-901. doi: 10.7498/aps.54.897
    [3] 纪运景, 卞保民, 童朝霞, 陆 建. 靶材偏置低电压对激光等离子体诱导靶上电势信号的影响. 物理学报, 2008, 57(2): 980-984. doi: 10.7498/aps.57.980
    [4] 汤晓燕, 张义门, 张玉明. SiC肖特基源漏MOSFET的阈值电压. 物理学报, 2009, 58(1): 494-497. doi: 10.7498/aps.58.494
    [5] 李艳萍, 徐静平, 陈卫兵, 许胜国, 季 峰. 考虑量子效应的短沟道MOSFET二维阈值电压模型. 物理学报, 2006, 55(7): 3670-3676. doi: 10.7498/aps.55.3670
    [6] 王冠宇, 张鹤鸣, 王晓艳, 吴铁峰, 王斌. 亚100 nm应变Si/SiGe nMOSFET阈值电压二维解析模型. 物理学报, 2011, 60(7): 077106. doi: 10.7498/aps.60.077106
    [7] 李妤晨, 张鹤鸣, 张玉明, 胡辉勇, 徐小波, 秦珊珊, 王冠宇. 新型高速半导体器件IMOS阈值电压解析模型. 物理学报, 2012, 61(4): 047303. doi: 10.7498/aps.61.047303
    [8] 刘张李, 胡志远, 张正选, 邵华, 宁冰旭, 毕大炜, 陈明, 邹世昌. 0.18 m MOSFET器件的总剂量辐照效应. 物理学报, 2011, 60(11): 116103. doi: 10.7498/aps.60.116103
    [9] 包军林, 庄奕琪, 杜 磊, 李伟华, 万长兴, 张 萍. N/P沟道MOSFET1/f噪声的统一模型. 物理学报, 2005, 54(5): 2118-2122. doi: 10.7498/aps.54.2118
    [10] 王 源, 张义门, 张玉明, 汤晓燕. 6H-SiC肖特基源漏MOSFET的模拟仿真研究. 物理学报, 2003, 52(10): 2553-2557. doi: 10.7498/aps.52.2553
    [11] 辛艳辉, 刘红侠, 范小娇, 卓青青. 单Halo全耗尽应变Si 绝缘硅金属氧化物半导体场效应管的阈值电压解析模型. 物理学报, 2013, 62(10): 108501. doi: 10.7498/aps.62.108501
    [12] 栾苏珍, 刘红侠, 贾仁需, 蔡乃琼. 高k介质异质栅全耗尽SOI MOSFET二维解析模型. 物理学报, 2008, 57(6): 3807-3812. doi: 10.7498/aps.57.3807
    [13] 韩 亮, 赵玉清, 张海波. 非平衡磁控溅射系统磁场的半解析法. 物理学报, 2008, 57(2): 996-1000. doi: 10.7498/aps.57.996
    [14] 黄苑, 徐静平, 汪礼胜, 朱述炎. 不同散射机理对 Al2O3/InxGa1-xAs nMOSFET 反型沟道电子迁移率的影响. 物理学报, 2013, 62(15): 157201. doi: 10.7498/aps.62.157201
    [15] 毕娟, 金光勇, 倪晓武, 张喜和, 姚志健. 532nm长脉冲激光致GaAs热分解损伤的半解析法分析. 物理学报, 2012, 61(24): 244209. doi: 10.7498/aps.61.244209
    [16] 张志锋, 张鹤鸣, 胡辉勇, 宣荣喜, 宋建军. 应变Si沟道nMOSFET阈值电压模型. 物理学报, 2009, 58(7): 4948-4952. doi: 10.7498/aps.58.4948
    [17] 屈江涛, 张鹤鸣, 王冠宇, 王晓艳, 胡辉勇. 多晶SiGe栅量子阱pMOSFET阈值电压模型. 物理学报, 2011, 60(5): 058502. doi: 10.7498/aps.60.058502
    [18] 徐昌发, 杨银堂, 刘莉. 4H-SiC MOSFET的温度特性研究. 物理学报, 2002, 51(5): 1113-1117. doi: 10.7498/aps.51.1113
    [19] 周春宇, 张鹤鸣, 胡辉勇, 庄奕琪, 舒斌, 王斌, 王冠宇. 应变Si NMOSFET阈值电压集约物理模型. 物理学报, 2013, 62(7): 077103. doi: 10.7498/aps.62.077103
    [20] 张鹤鸣, 崔晓英, 胡辉勇, 戴显英, 宣荣喜. 应变SiGe SOI量子阱沟道PMOSFET阈值电压模型研究. 物理学报, 2007, 56(6): 3504-3508. doi: 10.7498/aps.56.3504
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-14
  • 修回日期:  2012-12-07
  • 刊出日期:  2013-05-05

超短沟道MOSFET电势的二维半解析模型

  • 1. 安徽大学电子信息工程学院, 合肥 230061;
  • 2. 芜湖职业技术学院电子信息工程系, 芜湖 241000
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61076086)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:2103401110008)资助的课题.

摘要: 本文根据超短沟道MOSFET的工作原理, 在绝缘栅和空间电荷区引入两个矩形源, 提出了亚阈值下电势二维分布的定解问题. 通过半解析法和谱方法相结合, 首次得到了该定解问题的二维半解析解, 解的结果是一个特殊函数, 为无穷级数表达式. 该模型的优点是避免了数值分析时的方程离散化, 表达式不含适配参数、运算量小、精度与数值解的精度相同, 可直接用于电路模拟程序. 文中计算了沟道长度是45—22 nm的MOSFET电势、表面势和阈值电压. 结果表明, 新模型与Medici数值分析结果相同.

English Abstract

参考文献 (16)

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