极低温体硅FinFET器件特性和模型研究

发布时间：2024-03-15 20:12

　　在短短的半个多世纪里MOS器件飞速发展,出于性能和成本的考虑MOS器件的尺寸越来越小,然而伴随着尺寸的缩小平面MOSFET的问题越来越严重,于是人们将目光转向了三维立体Fin FET。Fin FET因立体三栅结构大大加强了栅极对沟道的控制能力,Fin FET以其特有的优势很快成为了行业内22nm节点以后的首选结构。但是Fin FET在低温环境中还没有被很好的研究,市场上还没有一套适合于极低温Fin FET的模型。在极低温下器件的性能会发生很大的变化,这对于电路设计来说会有很严重的问题,所以研究极低温Fin FET器件的特性,建立极低温下Fin FET的模型是很有必要的。本文针对Fin FET器件在极低温下的特性进行研究,并分析其与温度的关系,基于BSIM-CMG模型对器件进行直流和射频参数提取并改进原有模型,对改进的极低温模型进行验证。本文的具体研究内容如下:(1)介绍了Fin FET的结构并从平面MOSFET器件的工作原理出发类推到三维Fin FET器件,介绍了其它几种多栅结构器件。(2)对适用于Fin FET建模的BSIM-CMG模型进行了介绍,推导了BSIMCMG模型的核心方程。...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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杭州电子科技大学硕士学位论文5图1.1左边为以金属铝为栅极的平面MOSFET，右边为以多晶硅为栅极的平面MOSFET当进一步缩小MOS器件特征尺寸的时候，沟道的掺杂浓度需要提高，栅氧化层厚度不断减小，氧化硅的栅介质层不再是理想的绝缘体，当时还在65nm的时候，Intel栅氧化层厚....

图1.22013-2018我国集成电路制造业发展规模

杭州电子科技大学硕士学位论文7图1.22013-2018我国集成电路制造业发展规模1.4论文主要内容及结构本文研究了极低温下体硅FinFET器件的特性表征并对BSIM-CMG模型进行温度相关系数的改进，建立适用于低温FinFET的模型同时对于改进的模型进行了验证。本文在大量调研了....

图2.1平面P型衬底nMOSFET的结构图

杭州电子科技大学硕士学位论文9第2章FinFET器件概述及模型介绍在过去的半个多世纪里，半导体器件体积不断缩小，不停的推动着微电子行业向前进步。但是随着元件尺寸不断缩小，短沟道效应越发严重，为了提高栅控能力，抑制短沟道效应，栅绝缘层厚度不断减小，而这又会导致器件栅极泄漏电流增加，....

图2.2体硅FinFET的三维立体结构

产生导通源漏电流Ids。一般而言，在使用nMOSFET的时候，其源极和衬底都会接地，栅极电压、漏极电压被看成是相对于接地的电位。因为漏极电压和栅极电压值的不同，MOSFET工作状态可分：线性区、饱和区、截止区。鉴于MOS的工作原理可知，可以将栅极电压当成开关来控制MOSFET的工....

本文编号：3928807