MOSFET全溫區(qū)參數(shù)特性研究.pdf

1、文章選取了MOSFET的溫度特性作為研究方向，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模擬得到全溫區(qū)即范圍在-55℃～125℃之間器件的特性參數(shù)的變化。對(duì)0．18um工藝線生產(chǎn)的MOSFET進(jìn)行全溫區(qū)實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)了多組結(jié)果對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。首先，介紹了MOSFET遷移率隨溫度變化的規(guī)律，計(jì)算出相關(guān)的變化量。對(duì)載流子遷移率的模型和變化機(jī)理做了詳細(xì)的說(shuō)明，進(jìn)一步解釋了遷移率隨溫度變化的原因，以及遷移率對(duì)器件性能的影響。對(duì)于超深亞微米器件，載流子遷移率受到界面和溝道垂直電場(chǎng)的作

2、用表現(xiàn)出的隨溫度升高而減小的情況，是影響到MOSFET其它性能參數(shù)變化的主要因素。分別對(duì)NMOS和PMOS的參數(shù)變化進(jìn)行了測(cè)試實(shí)驗(yàn)，主要包括閾值電壓VT，跨導(dǎo)gm，漏電流ID，亞閾斜率S等。通過(guò)線性擬合的方法得到其在全溫區(qū)內(nèi)的分布規(guī)律，解釋其變化機(jī)理和對(duì)可靠性的造成影響。 介紹了Hspice軟件對(duì)MOSFET器件級(jí)模擬的特點(diǎn)，對(duì)于不同溝道寬長(zhǎng)比，在全溫區(qū)內(nèi)的參數(shù)變化情況做了分析，得到在相同的特征尺寸下，溝道寬度對(duì)其的影響比例。M

3、OSFET工藝偏差對(duì)器件全溫區(qū)參數(shù)漂移存在著影響，通過(guò)Hspice模擬的出快態(tài)（Fast）和慢態(tài)（Slow）的分布差異。雖然偏差會(huì)對(duì)MOSFET的參數(shù)在全溫區(qū)的取值有所影響，但并不會(huì)改變器件各個(gè)參數(shù)隨溫度變化的趨勢(shì)。對(duì)于實(shí)際的器件，通過(guò)工藝的具體偏差分布，可以得到相應(yīng)的改變量。運(yùn)用相關(guān)的分布特性，得到了在全溫區(qū)內(nèi)預(yù)估參數(shù)變化的方法。最后介紹了VDMOS和普通器件的差異，其載流子有效遷移率要遠(yuǎn)低于普通NMOS，但隨著溫度的升高，VDMOS