基于BSIM-CMG的FinFET器件模型的研究

发布时间：2023-06-27 22:29

　　随着传统的体硅CMOS工艺特征尺寸缩放至100纳米以下,将会出现一系列不利的影响,如随机掺杂波动、短沟道效应和迁移率降低等,器件继续缩放受到了严重的限制。作为进一步突破器件尺度极限的解决方案,FinFET已成为超大规模集成电路(VLSI)研究的重要课题。相比于体硅CMOS,FinFET的3-D多栅结构增强了对沟道的控制能力,有效地抑制了短沟道效应(SCE)、漏致势垒降低(DIBL)效应等。电路仿真是IC电路设计的基础,要求器件有精准的模型。传统的平面模型已经不能够精确表征立体FinFET的行为特性,这给器件建模带来了新的难题。因此建立适用于多栅立体FinFET工艺的模型具有重要的理论意义和深远的实用前景。如今,业界流行着两种多栅紧凑型模型BSIM-IMG和BSIM-CMG。BSIM-IMG适用于独立双栅MOSFET,前栅和背栅具有不同的栅极功函数、偏压、电介质厚度和材料。相比于IMG,BSIM-CMG适用于公共多栅MOSFET,多个栅极具有相同的栅极功函数、偏压和电介质厚度和材料。本文在共栅模型BSIM-CMG的基础上,研究适用于FinFET器件的表面势模型,提出具体的参数提取流程。实...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 FinFET器件的发展现状
    1.3 论文的结构和内容
第2章 FinFET器件及模型概述
    2.1 MOSFET结构及其工作机理
    2.2 FinFET器件的基本介绍
        2.2.1 多栅器件的结构介绍
        2.2.2 多栅器件的优势
        2.2.3 FinFET器件的工作原理
    2.3 BSIM-MG模型介绍
    2.4 本章小结
第3章 表面势方程和BSIM-CMG建模
    3.1 表面势方程的推导
    3.2 基于BSIM-CMG的建模
        3.2.1 表面势计算
        3.2.2 漏极电流模型
        3.2.3 C-V模型
        3.2.4 自热模型
        3.2.5 噪声模型
        3.2.6 阈值电压模型
    3.3 本章小结
第4章 基于BSIM-CMG的FinFET模型参数提取
    4.1 测试环境与测试方案
        4.1.1 器件测试环境
        4.1.2 器件尺寸选取
        4.1.3 器件测试方案
    4.2 去嵌(de-embedding)
    4.3 直流特性参数提取
        4.3.1 参数提取步骤
        4.3.2 线性区拟合
        4.3.3 饱和区拟合
        4.3.4 重要物理效应的参数提取
        4.3.5 线性区过渡到饱和区的平滑参数提取
        4.3.6 其他效应参数提取
    4.4 RF寄生参数提取
    4.5 模型验证
        4.5.1 idvd的拟合情况
        4.5.2 idvg的拟合情况
        4.5.3 S参数的拟合情况
    4.6 本章小结
第5章 FinFET变容管模型的建立与参数提取
    5.1 MOS变容管模型研究现状
    5.2 FinFET变容管的结构和模型参数提取
        5.2.1 FinFET变容管的基本结构
        5.2.2 FinFET变容管模型参数提取
    5.3 FinFET变容管模型验证
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3835456