MOSFET短沟道效应的新二维模型

来源 :安徽大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuyan881119
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文首先回顾了过去的诸多短沟道效应(Short-ChannelEffect,简称SCE)模型,将这些模型按方法归为四类,选择其中具有代表性的SCE模型做了简要介绍,指出了每种模型的优缺点。通过回顾总结可知,过去很多解析模型为了得到解析解或为吻合特定结构MOSFET的实验数据,一般都引入了一些不符合物理原理的近似假设或加入了某些缺乏物理意义的经验参数,导致模型难以精确模拟更小尺寸MOSFET的短沟道效应。为突破之前诸多模型的局限性,本文提出了一个不含任何的经验参数的全新SCE半解析模型,一方面它具有数值法高精度的优点,另一方面它可以提供部分解析表达式定性地分析其物理机制。   短沟道MOSFET中,漏、源PN结耗尽深度之和相对与整个沟道不可忽略,耗尽区受到了除栅电压之外漏、源电压影响,导致耗尽区电势呈二维分布,必须完全求解二维泊松方程才能得到电势函数。因此新模型在耗尽区和绝缘区建立了基于二维泊松方程的定解问题,其边界因耗尽层厚度而变化。运用分离变量法解二维泊松方程后,本文得到了两个区域含有待定系数的电势的无穷级数表达式,对于其中待定系数的求解,本文结合边界条件采用正交函数展开法得到待定系数的线性方程组,通过计算机编程可轻松地解该方程组得到所需项数的待定系数。新模型在处理边界条件和求解定解问题的整个过程都没有运用近似,因此所得电势表达式完全满足所有的边界条件,尤其是满足两区域界面处电场的切向和法向边界条件,根据电势函数所绘出的等势线也准确地反映了短沟道器件内部电势场景。通过电势函数得到的表面势表明,在短沟道情况下表面势沿沟道方向存在极小值,且极小值与沟道长度、漏极电压、界面固定电荷等都有关。文章根据耗尽层底部电势和电场的边界条件,得到了关于耗尽层厚度的超越方程组,通过该方程组无法解得耗尽层厚度准确解析表达式,为了保证精度,耗尽层厚度没有取近似值,而是采用迭代的方法对耗尽层厚度进行了计算,结果说明在短沟道情况下耗尽层不是常数而是随着沟道的缩短和漏极电压的升高而增厚。在栅极和氧化层界面处运用高斯定理后,新模型导出了一个阈值电压的隐函数表达式,并将其与长沟道阈值电压解析表达式进行对比,从而定性地诠释了短沟道器件阈值电压各部分的物理意义。通过该隐函数表达式同样无法解得阈值电压的解析表达式,因此文章采用了新方法计算阈值电压,即逐次增加栅极电压,根据表面势函数(φ)s(x)求得其最小值(φ)s(xmin),若(φ)s(xmin)=2(φ)F,则表明沟道处处均已呈现强反型状态,所加的电压即为阈值电压。   文章最后系统地分析了新模型在各种参数条件下的对短沟道效应的模拟能力,结果说明新模型可以在很宽的参数范围内能精准地模拟包括DIBL效应的短沟道效应。
其他文献
在全球化趋势之下各个国家之间的国际化交流越来越频繁和多元,为了实现国家之间的友好交流以及发展,外语学习备受关注.作为一门重要的外语,韩语的学习难度偏低,同时学生存在
石墨烯是由单层碳原子紧密堆积构成的二维蜂巢状结构,具有优异的电学、热学和力学性能,在纳米电子器件、单分子器件、储氢、光电器件等诸多领域具有广泛的应用前景。目前,能满足
作为物联网(InternetofThings)的神经末梢,无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)已经把触角伸到了人们生活的每一个角落。而无线传感器网络的重要分支,无线体域网(Wireles
近年来,随着移动互联网、物联网以及智能终端对无线通信数据传输速率、网络容量及密度需求的高速增长,移动通信网络面临着如何满足未来高密度、大容量和低时延的巨大挑战。为解
在经济、贸易全球化来往频繁的大背景下,各国之间的文化交流也有所增加,为适应时代发展,高校应加强对于学生跨文化交际意识的培养.本文主要阐述了,在高校英语听说课堂中培养
孩子在成长过程中,随着年龄的增长和对世界认知水平的提高,自身的性格特征也会潜移默化的发生变化,对于孩子性别角色的认知也会产生好奇和懵懂的求知欲,对于生活中的一些行为
低维结构材料在物理特性研究和新型器件应用领域越来越受关注,特别是二型异质结的电子能带结构,其电子和空穴的物理分离引入很多独特的物理效应,并具备新型器件应用潜力。GaSb/G
应用型人才的培养将是当下汉语言文学教育专业的奋斗目标.但这一目标的实现除了受到重视基础理论学习的传统观念影响外,还有其他很多未知的影响因素.本文着眼于汉语言文学专
高职英语课程思政教法在很多院校得以实施并取得了显著的成效,但仍存在亟待完善的方面.本文首先阐述了高职英语课程思政教学的基本要求,其次从教师教学和学生学习两方面分析
自1985年第一片现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)问世至今的20多年,FPGA已经以其独特的优势成为了当今电子设计领域中的首选工具之一。伴随着技术的不断更新