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单轴应变硅N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管电容特性模型

吕懿 张鹤鸣 胡辉勇 杨晋勇 殷树娟 周春宇

单轴应变硅N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管电容特性模型

吕懿, 张鹤鸣, 胡辉勇, 杨晋勇, 殷树娟, 周春宇
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  • 电容特性模型是单轴应变硅金属氧化物半导体场效应晶体管(Si MOSFET)和电路进行瞬态分析、交流小信号分析、噪声分析等的重要基础. 本文首先建立了单轴应变Si NMOSFET 的16 个微分电容模型, 并将微分电容的仿真结果与实验结果进行了比较, 验证了所建模型的正确性. 同时对其中的关键性栅电容Cgg 与应力强度、偏置电压、沟道长度、栅极掺杂浓度等的关系进行了分析研究. 结果表明, 与体硅器件相比, 应变的引入使得单轴应变Si NMOSFET器件的栅电容增大, 随偏置电压、沟道长度、栅极掺杂浓度的变化趋势保持不变.
    • 基金项目: 教育部博士点基金(批准号:JY0300122503)和中央高校基本业务费(批准号:K5051225014, K5051225004) 资助的课题.
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    Nicoleta W, Harald R, Mahadi-ul H 2011 Solid-State Electron. 57 60

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    Song J J, Zhang H M, Hu H Y, Dai X Y, Xuan R X 2007 Chin. Phys. 16 3827

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    Hung M F, Wu Y C, Tang Z Y 2011 Appl. Phys. Lett. 98 162108

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    Irisawa T, Numata T, Tezuka T, Usuda K, Sugiyama N, Takagi S I 2008 IEEE Trans. Electron Dev. 55 649

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    Wu H Y, Zhang H M, Song J J, Hu H Y 2011 Acta Phys. Sin. 60 097302 (in Chinese) [吴华英, 张鹤鸣, 宋建军, 胡辉勇 2011 物理学报 60 097302]

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    Wei J Y, Maikap S, Lee M H, Lee C C, Liu C W 2006 Solid-State Electron. 50 109

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    Zhang W, Fossum J G 2005 IEEE Trans. Electron Dev. 52 263

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    Bindu B, DasGupta N, DasGupta A 2007 IEEE Trans. Electron Dev. 54 1889

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    [3] 张战刚, 雷志锋, 童腾, 李晓辉, 王松林, 梁天骄, 习凯, 彭超, 何玉娟, 黄云, 恩云飞. 14 nm FinFET和65 nm平面工艺静态随机存取存储器中子单粒子翻转对比. 物理学报, 2020, 69(5): 056101. doi: 10.7498/aps.69.20191209
    [4] 卢超, 陈伟, 罗尹虹, 丁李利, 王勋, 赵雯, 郭晓强, 李赛. 纳米体硅鳍形场效应晶体管单粒子瞬态中的源漏导通现象研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191896
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-28
  • 修回日期:  2014-10-27
  • 刊出日期:  2015-03-20

单轴应变硅N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管电容特性模型

  • 1. 西安电子科技大学微电子学院, 宽禁带半导体材料与器件重点实验室, 西安 710071;
  • 2. 北京精密机电控制设备研究所, 北京 100076;
  • 3. 北京信息科技大学理学院, 北京 100192
    基金项目: 

    教育部博士点基金(批准号:JY0300122503)和中央高校基本业务费(批准号:K5051225014, K5051225004) 资助的课题.

摘要: 电容特性模型是单轴应变硅金属氧化物半导体场效应晶体管(Si MOSFET)和电路进行瞬态分析、交流小信号分析、噪声分析等的重要基础. 本文首先建立了单轴应变Si NMOSFET 的16 个微分电容模型, 并将微分电容的仿真结果与实验结果进行了比较, 验证了所建模型的正确性. 同时对其中的关键性栅电容Cgg 与应力强度、偏置电压、沟道长度、栅极掺杂浓度等的关系进行了分析研究. 结果表明, 与体硅器件相比, 应变的引入使得单轴应变Si NMOSFET器件的栅电容增大, 随偏置电压、沟道长度、栅极掺杂浓度的变化趋势保持不变.

English Abstract

参考文献 (14)

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