小尺寸MOS器件閾值電壓的三維建模與仿真研究.pdf

1、近年來，MOS 器件小尺寸效應(yīng)的建模與仿真技術(shù)日趨得到了學(xué)者們的廣泛重視。其中，短溝道效應(yīng)、窄溝道/反向窄溝道效應(yīng)成為研究的重點，但現(xiàn)有的一維和二維模型難以準(zhǔn)確表述它們之間相互耦合的關(guān)系，有必要進(jìn)行三維建模。
　　 本文首先基于求解三維泊松方程，建立了小尺寸MOS 器件的三維表面勢場分布的解析模型。該模型能夠很好體現(xiàn)深亞微米和納米MOS 器件的三維小尺寸效應(yīng)。進(jìn)而結(jié)合解析模型和三維半導(dǎo)體器件仿真軟件，深入研究了器件結(jié)構(gòu)參數(shù)和外加

2、偏置電壓對表面勢場分布的影響，模擬結(jié)果和解析結(jié)果的一致性證實了模型的正確性。
　　 然后，建立了一個新的小尺寸MOS 器件的閾值電壓模型，并借助該模型和三維半導(dǎo)體器件仿真工具，研究了小尺寸MOS 器件的短溝道效應(yīng)、窄溝道效應(yīng)和反向窄溝道效應(yīng)，以及它們之間的耦合效應(yīng)，并討論了窄溝道效應(yīng)和反向窄溝道效應(yīng)的臨界條件，以及模型在大尺寸器件中的適用性。此外，還考慮了漏電壓的影響，并對閾值電壓的解析模型進(jìn)行了修正，重點研究了漏致勢壘降低效應(yīng)