專利名稱：一種圍柵結(jié)構(gòu)mosfet閾值電壓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)閾值電壓的模型。
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)。因此對這種圍柵MOSFET結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建解析模型變得尤為重要。同時(shí)以此圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET的閾值電壓提取模型日益受到工業(yè)界關(guān)注。對于以往傳統(tǒng)平面工藝的體硅MOSFET閾值電壓模型已經(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)。閾值電壓^3是MOSFET最為重要參數(shù)之一，閾值電壓的定義為達(dá)到閾值反型點(diǎn)時(shí)候所需要的柵壓，對于η型器件當(dāng)表面勢等于2倍的電子準(zhǔn)費(fèi)米電勢錢=2φ/η時(shí)的器件狀態(tài)，或者對于ρ型器件當(dāng)表面勢
等于2倍的空穴準(zhǔn)費(fèi)米電勢喪=時(shí)的器件狀態(tài)。為了使用電路模擬軟件能夠正確模擬電路特性，建立精確的閾值電壓模型是非常重要的。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，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閾值電壓模型。本發(fā)明提出的圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET閾值電壓解析模型，為了電路模擬軟件在研究圍柵器件時(shí)候，提供一種快速精確解析模型。對于全耗盡圍柵M0SFET，當(dāng)工作在耗盡區(qū)和弱反型還沒有達(dá)到強(qiáng)反型時(shí)候電勢分布主要是由于由不可移動(dòng)的電離雜質(zhì)決定的，可以忽略自由載流子的影響，本發(fā)明提出的閾值電壓模型這里作了耗盡近似假設(shè)。在閾值區(qū)和亞閾值區(qū)可移動(dòng)電荷很少可以忽略， 在溝道強(qiáng)反型開始之前，對于圍柵MOSFET溝道是全耗盡的，當(dāng)溝道區(qū)P型摻雜，所以其溝道區(qū)電勢分布可以通過柱坐標(biāo)系下的泊松方程表示
權(quán)利要求
1. 一種圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET閾值電壓解析模型，其特征在于該閾值電壓模型的解析式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET閾值電壓解析模型，其特征在于/7=3。
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)閾值電壓的解析模型。本發(fā)明通過求出圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET的電勢分布，根據(jù)電勢分布求出其表面電荷密度，然后根據(jù)本發(fā)明閾值電壓的定義方法，在器件虛電極處表面電荷密度等于臨界電荷密度時(shí)候?qū)?yīng)的柵電壓為閾值電壓，從而得到閾值電壓解析模型。該閾值電壓解析模型形式簡潔、物理概念清晰，且計(jì)算精度高，為電路模擬軟件在研究新型圍柵器件時(shí)候，提供了一種快速精確的工具。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102254072SQ20111021923
公開日2011年11月23日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者倪亞路, 劉冉, 李佩成, 梅光輝, 胡光喜 申請人:復(fù)旦大學(xué)