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高k栅介质GeOI金属氧化物半导体场效应管阈值电压和亚阈斜率模型及其器件结构设计

范敏敏 徐静平 刘璐 白玉蓉 黄勇

高k栅介质GeOI金属氧化物半导体场效应管阈值电压和亚阈斜率模型及其器件结构设计

范敏敏, 徐静平, 刘璐, 白玉蓉, 黄勇
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  • 通过求解沟道与埋氧层的二维泊松方程,同时考虑垂直沟道与埋氧层方向的二阶效应,建立了高k栅介质GeOI金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的阈值电压和亚阈斜率解析模型,研究了器件主要结构参数对器件阈值特性、亚阈特性、短沟道效应、漏极感应势垒降低效应及衬偏效应的影响,提出了优化器件性能的结构参数设计原则及取值范围. 模拟结果与TCAD仿真结果符合较好,证实了模型的正确性与实用性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61274112)资助的课题.
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    Frank D J, Dennard R H, Nowak E, Solomon P M, Taur Y, Wong H S P 2001 Proc. IEEE 89 259

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    Choi Y K, Asano K, Lindert N, Subramanian V, King T J, Bokor J, Hu C 2000 IEEE Electron Dev. Lett. 21 254

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    Le Royer C, Clavelier L, Tabone C, Romanjek K, Deguet C, Sanchez L, Hartmann J M, Roure M C, Grampeix H, Soliveres S, Le Carval G, Truche R, Pouydebasque A, Vinet M, Deleonibus S 2008 Solid State Electron. 52 1285

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    De Jaeger B, Kaczer B, Zimmerman P, Opsomer K, Winderickx G, van Steenbergen J, van Moorhem E, Bonzom R, Leys F, Arena C, Bauer M, Werkhoven C, Meuris M, Heyns M 2007 Semicond. Sci. Technol. 22 S221

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    Balestra F, Benachir M, Brini J, Ghibaudo G 1990 IEEE Trans. Electron Dev. 37 2303

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    Salcedo J A, Ortiz-Conde A, Sánchez E J G, Muci J, Liou J J, Yue Y 2001 IEEE Trans. Electron Dev. 48 809

    [18]

    El Hamid H A, Guitart J R, Iñ\’iguez B 2007 IEEE Trans. Electron Dev. 54 1402

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    van Den Daelea W, Augendre E, Le Royer C, Damlencourt J F, Grandchamp B, Cristoloveanu S 2010 Solid State Electron. 54 205

    [20]

    Omura Y, Konishi H, Sato S 2006 IEEE Trans. Electron Dev. 53 677

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-14
  • 修回日期:  2014-01-08
  • 刊出日期:  2014-04-05

高k栅介质GeOI金属氧化物半导体场效应管阈值电压和亚阈斜率模型及其器件结构设计

  • 1. 华中科技大学光学与电子信息学院, 武汉 430074
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61274112)资助的课题.

摘要: 通过求解沟道与埋氧层的二维泊松方程,同时考虑垂直沟道与埋氧层方向的二阶效应,建立了高k栅介质GeOI金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的阈值电压和亚阈斜率解析模型,研究了器件主要结构参数对器件阈值特性、亚阈特性、短沟道效应、漏极感应势垒降低效应及衬偏效应的影响,提出了优化器件性能的结构参数设计原则及取值范围. 模拟结果与TCAD仿真结果符合较好,证实了模型的正确性与实用性.

English Abstract

参考文献 (20)

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