專利名稱：一種圍柵結(jié)構(gòu)mosfet源漏電流解析模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種計(jì)算圍柵結(jié)構(gòu)金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)源漏電流解析模型。
背景技術(shù)：
隨著集成電路芯片集成度不斷提高和器件幾何尺寸的不斷縮小，在納米尺度 MOSFET器件發(fā)展過程中，已經(jīng)逐步從平面工藝向非平面立體結(jié)構(gòu)發(fā)展。而在各類非傳統(tǒng)平面器件結(jié)構(gòu)中，圍柵結(jié)構(gòu)M0SFET，由于柵極可以將溝道完全包圍，其集成密度最高，柵極控制能力最強(qiáng)，能夠更好抑制短溝道效應(yīng)，降低器件的靜態(tài)功耗，使得亞閾值電流最小化。 MOSFET器件進(jìn)入納米尺度是最理想的結(jié)構(gòu)。同時以此圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET的源漏電流模型日益受到工業(yè)界關(guān)注。納米級的圍柵MOSFET的理論研究中非常需要有一個統(tǒng)一的載流子輸運(yùn)模型，如果沒有這樣的模型，在電路層面的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)將不能很好的發(fā)展。對于以往傳統(tǒng)平面工藝的體硅MOSFET模型已經(jīng)不能適應(yīng)，對于這種新型多柵納米器件的建模與模擬帶來了新的挑戰(zhàn)。而本發(fā)明正是提出和發(fā)展了一個納米級的圍柵MOSFET在彈道輸運(yùn)區(qū)域和擴(kuò)散輸運(yùn)區(qū)域的統(tǒng)一的載流子輸運(yùn)模型。本發(fā)明的模型是建立在沿著溝道方向的拋物線型的能帶結(jié)構(gòu)理論上的。該模型將會為更好的為設(shè)計(jì)納米級的圍柵MOSFET提供一些理論上的預(yù)見。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種形式簡潔、物理概念清晰，且精度高的圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET 源漏電流解析模型。本發(fā)明提出的圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET源漏電流解析模型，是一個納米級的圍柵MOSFET 在彈道輸運(yùn)區(qū)域和擴(kuò)散輸運(yùn)區(qū)域的統(tǒng)一的載流子輸運(yùn)模型。為電路模擬軟件在研究圍柵器件電流特性時候，提供了一種快速精確解析模型。本發(fā)明以McKelvey的載流子輸運(yùn)理論為基礎(chǔ)，建立圍柵MOSFET的非簡并態(tài)的源漏電流模型。所謂非簡并態(tài)即載流子的濃度不高時的狀態(tài)，此時電子的分布可以用經(jīng)典的玻爾茨曼統(tǒng)計(jì)來描述。從源端熱發(fā)射的電子流量為
^+(O);從漏端熱發(fā)射的電子流量為F-(￡j。Fxj5是漏極相對于源極電壓，電子在較小
的 7皿和電場力作用下的漂移運(yùn)動的速率遠(yuǎn)小于電子的熱運(yùn)動速率，所以假設(shè)從源端和從漏端發(fā)射的電子在通過溝道時的反射系數(shù)r相等。對于源端發(fā)射的電子其反射回來的電子流通量是^F+(O)，對與漏端發(fā)射的電子其反射回漏端的電子流通量是rF_ (X),則對
于在源端也就是^=O處的凈電子流通量為F+ (O)-FlO)，其中，F(xiàn)+(O)是從源端發(fā)射的
正向載流子通量，在^ = O處的逆向載流子流量
權(quán)利要求
1. 一種圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET源漏電流解析模型，其特征在于非簡并態(tài)的源漏電流模型的解析式為
2. 一種圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET源漏電流解析模型，其特征在于簡并態(tài)的源漏電流模型的解析式為
全文摘要
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種圍柵結(jié)構(gòu)金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(MOSFET)源漏電流解析模型。本發(fā)明針對圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET的不同溝道長度，根據(jù)McKelvey的通量理論，得到這種器件的電流電壓模型。只要調(diào)整其中的參數(shù)，即可得到溝道很短時(約30納米)量子線晶體管的彈道輸運(yùn)模型結(jié)果，也可得到溝道較長時(約100納米)的載流子擴(kuò)散模型。該模型物理概念清晰，易于計(jì)算，且計(jì)算精度高，為新型圍柵器件的電路模擬提供了一種有效的方法。
文檔編號G06F17/50GK102508942SQ201110297299
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者梅光輝, 胡光喜, 顧經(jīng)綸 申請人:復(fù)旦大學(xué)