二维半导体双栅MOSFET的解析建模及其应用

发布时间：2023-03-14 19:17

　　随着集成电路工艺节点的持续进步,器件尺寸不断的缩小,以硅为基础的传统半导体器件的性能已经开始难以满足人们的需求。更小的加工精度需求和更复杂的工艺步骤使得以硅为基础的工艺的继续进步变得更加困难。科研人员们迫切的需求新的半导体材料作为传统硅基半导体的替代品。而以MoS₂为代表的二维半导体材料因其超薄的二维特性受到了科研人员的广泛关注。二维半导体材料有着较大的禁带宽度,原子量级的厚度,这些独特的物理特性都使得使用二维半导体作为器件的沟道材料时,能够更有效的抑制沟道缩短带来的短沟道效应,有希望实现更小尺寸器件的集成,继续的推动工艺节点的进步。然而,在目前的研究中,针对二维半导体器件的研究更多的集中于器件的物理实现,对二维半导体器件的模型分析较少。二维半导体器件模型的建立能够帮助研究者们更清晰的分析器件内部的电学特性,从而更加科学合理的优化器件特性。而合理的器件电流-电压模型不但能预估器件的性能,还可以应用于电路仿真,评估器件在电路中的表现,辅助电路设计。本文尝试针对二维半导体双栅场效应晶体管进行了解析建模:通过建立短沟道效应模型,对影响二维半导体双栅场效应晶体管短沟道效应...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 二维半导体器件的国内外研究历史与现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 二维半导体器件模型
    2.1 二维半导体双栅场效应晶体管
    2.2 二维半导体双栅场效应晶体管短沟道效应模型
        2.2.1 短沟道效应基础
        2.2.2 常规厚沟道下的边界条件
        2.2.3 二维半导体器件的模型边界条件讨论
        2.2.4 带拟合参数的二维半导体器件短沟道效应模型
    2.3 二维半导体双栅场效应晶体管长沟电流-电压模型
    2.4 二维半导体双栅场效应晶体管的互补全区域电流-电压模型
        2.4.1 短沟道电流-电压模型
        2.4.2 长沟速度饱和电流-电压模型
        2.4.3 统一的互补式全区域电流电压模型
    2.5 本章小结
第三章 二维半导体器件模型的应用
    3.1 六管SRAM的基本原理
        3.1.1 六管SRAM的基本结构及其工作原理
        3.1.2 六管SRAM的静态噪声容限
    3.2 长沟道电流-电压模型下的SRAM静态噪声容限仿真
        3.2.1 长沟模型下SRAM单元静态噪声容限仿真的基本算法
        3.2.2 二维半导体器件各参数对噪声容限的影响与讨论
            3.2.2.1 供电电压和阈值电压对静态噪声容限的影响
            3.2.2.2 二维半导体器件的非有效掺杂对静态噪声容限的影响
            3.2.2.3 接触电阻对静态噪声容限的影响
            3.2.2.4 静态噪声容限的最坏情况(WorstCase)分析
    3.3 全区域电流-电压模型下的SRAM静态噪声容限仿真
        3.3.1 全区域模型下SRAM单元静态噪声容限仿真的基本算法
        3.3.2 短沟道效应对二维半导体SRAM静态噪声容限的影响
    3.4 本章小结
第四章 全文总结与展望
    4.1 全文总结
    4.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3762591