基于SOI結(jié)構(gòu)的多面柵晶體管模型計算.pdf

1、當(dāng)前納米尺寸MOSFET的繼續(xù)縮小需要器件在材料、結(jié)構(gòu)和工藝方面不斷進步。作為一種新型結(jié)構(gòu)的器件，多面柵FinFET被認為是納米尺寸MOSFET未來發(fā)展的一個重要方向。
　　本論文對多面柵FinFET的器件模型電學(xué)特性，尤其對無結(jié)晶體管進行了研究。
　　首先，基于器件模型，從截止?fàn)顟B(tài)研究了多面柵FinFET的電學(xué)特性。利用拋物形近似和電勢疊加兩種方法求解了多面柵晶體管FinFET截止時溝道內(nèi)的電勢分布，對多種結(jié)構(gòu)的多面柵晶體

2、管進行分析，如反型晶體管，積累型多面柵晶體管，以及對多面柵無結(jié)晶體管的各項參數(shù)進行分析。通過使用拋物線近似法和電勢疊加法分別對各種器件模型結(jié)果進行比較，分析公式推導(dǎo)以及計算求解，對器件中載流子的運動情況以及溝道電場的分布有了更直觀的認識。利用得到的電勢分布情況以及載流子運動情況可以求得推導(dǎo)出器件閾值電壓和亞閾值擺幅的表達式。在求解過程中得到的額外的重要參量，其變化對器件的各項性能有重大的影響。例如，縮小因子a，有效傳輸路徑，以及本征長度

3、λ，器件的亞閾值擺幅和短溝道效應(yīng)等結(jié)果，可以通過直接分析這些參數(shù)來進行定性的預(yù)測。其中結(jié)果表明，采用多面柵結(jié)構(gòu)、減小溝道區(qū)Fin的橫截面尺寸和減小柵介質(zhì)厚度可以減小描述溝道內(nèi)電勢分布的本征長度，從而減小器件的短溝道效應(yīng)和亞閾值擺幅。對于輕摻雜晶體管，較低的雜質(zhì)散射帶來較高的遷移率，以及較大的溝道電流，而且，在亞閾值狀態(tài)時漏電發(fā)生在溝道中心，比起發(fā)生在表面的反型器件，輕摻雜的積累型器件的柵控效果更好，這一結(jié)論同樣適用于導(dǎo)通電流發(fā)生在溝道中