基于廣義傅里葉級(jí)數(shù)的平面MOSFET漏-源電阻半解析模型.pdf

1、隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，集成電路的集成度迅速提高，晶體管作為集成電路的基本單元，其結(jié)構(gòu)尺寸也在不斷縮小。MOSFET尺寸的縮小，可以減小器件體積，提高器件性能，降低系統(tǒng)功耗，提高系統(tǒng)的集成度，但同時(shí)也會(huì)改變器件的物理特性。當(dāng)MOSFET尺寸縮小到納米級(jí)時(shí)，其漏/源區(qū)電阻不能和溝道電阻一樣符合等比例縮小理論，漏/源區(qū)電阻在總電阻中的占比逐漸增大，MOSFET電阻的計(jì)算也成為器件研究的熱點(diǎn)之一。使用建模法研究MOSFET時(shí)，建立簡明準(zhǔn)確的

2、計(jì)算模型，得到物理參數(shù)意義明確的解析表達(dá)式，對(duì)減小漏/源電阻，提高器件性能，優(yōu)化制造工藝都有重要的作用。本文采用半解析法對(duì)淺結(jié)MOSFET漏/源區(qū)進(jìn)行建模，深入研究影響器件漏脲區(qū)電勢(shì)及電阻的因素。文章的內(nèi)容由以下幾部分組成:
　　首先，對(duì)近些年國內(nèi)外提出的MOSFET漏/源電阻研究方法，做了詳細(xì)地分析和總結(jié)。并且通過分析具體的計(jì)算實(shí)例，闡明了這些方法的優(yōu)點(diǎn)、適用范圍和不足之處。
　　其次，針對(duì)這些方法的不足，本文采用半解析法

3、對(duì)淺結(jié)MOSFET漏/源區(qū)建模，使用積分方程和傅里葉級(jí)數(shù)相結(jié)合的方法，求解漏/源電阻。根據(jù)淺結(jié)MOSFET正常工作時(shí)的特性，將漏/源區(qū)分為感應(yīng)溝道區(qū)和摻雜濃度不連續(xù)的擴(kuò)展電阻區(qū)兩個(gè)部分。其中感應(yīng)溝道區(qū)電阻可作為集總電阻計(jì)算，而擴(kuò)展區(qū)電阻則利用半解析法建模求解。根據(jù)矩形等效源理論對(duì)漏/源擴(kuò)展區(qū)進(jìn)行分區(qū)，建立各個(gè)區(qū)域的二維電勢(shì)模型，列出邊值問題及各區(qū)域間的銜接條件。利用分離變量法求解邊值問題，得到各個(gè)區(qū)域的電勢(shì)積分表達(dá)式，代入銜接條件后，得

4、到一組含有未知函數(shù)的待定方程。根據(jù)廣義傅里葉級(jí)數(shù)展開法將未知函數(shù)展開后，即可得到含有未知系數(shù)的方程組。使用MATLAB建立矩陣方程求出未知系數(shù)，將求得的未知系數(shù)代入方程組中，得到擴(kuò)展區(qū)電勢(shì)的解析表達(dá)式，進(jìn)而求出MOSFET漏/源擴(kuò)展區(qū)的電阻。
　　最后，驗(yàn)證淺結(jié)MOSFET二維漏/源電阻模型。首先在擴(kuò)展電阻區(qū)摻雜濃度相同的情況下，通過對(duì)比模型與PDE Toolbox作出的電勢(shì)分布曲線圖，證明了該模型的理論和計(jì)算過程的正確性。然后改