论文部分内容阅读
在工作频率进入吉赫兹以后，非准静态效应成为制约了射频集成电路性能的因素之一。本文针对体硅MOSFET、SOIMOSFET和LDMOSFET三种典型器件的非准静态效应开展深入研究。 1.体硅MOSFET非准静态效应研究。首先，开发了基于MATLAB的PSP模型的仿真工具包，用于分析沟道表面势与表面电荷分布和计算稳态、准静态与非准静态的各终端电流。然后，借助该工具包和silvaco器件仿真软件，研究了结构参数和偏置条件对准静态与非准静态终端电流的影响，提出了临界升压时间的新概念来对非准静态效应进行定量表征。最后给出了弱化非准静态效应的一些方法，为射频体硅MOSFET的设计提供指导。 2.SOIMOSFET非准静态效应研究。首先研究了FDSOI和PDSOINMOS器件的源、漏、栅和衬底的非准静态电流，并通过分析沟道表面电势和沟道载流子浓度分布，探讨了非准静态效应的机理，并结合临界升压时间对非准静态效应进行定量研究，分析了结构参数对非准静态效应的影响。结果表明，通过缩短沟道长度、降低沟道掺杂浓度、减小硅膜厚度和栅氧厚度、提高埋氧层厚度的等手段，可以弱化SOI射频MOS器件中的非准静态效应。 3.LDMOSFET非准静态效应研究。首先建立了基于迭代法的LDMOSFET的准静态与非准静态模型，在此基础上开发了MATLAB仿真工具包。接着通过该工具包和silvaco对不同栅信号加载方式的非准静态电流进行了研究，探讨了其内在物理机制。然后研究了漂移区参数和偏置条件对非准静态终端电流与内部漏电势的影响。最终研究表明，通过减小漂移区长度，增加漂移区浓度、增加漂移区厚度和减小栅压上升速率可以减弱射频LDMOSFET的非准静态效应。