同质复合栅MOSFET阈值电压及电阻温度效应的研究

摘要

随着器件尺寸的缩小,寄生电阻对器件性能的影响不可忽视,为准确预测器件的寄生电阻并了解器件参数对寄生电阻的影响,需要有准确的寄生电阻模型。
　　本文第二章分析了短沟道寄生电阻模型,研究了短沟道寄生电阻模型在栅压较小时与模拟结果存在较大误差的原因,并对模型进行了改进。最后分析了器件参数对寄生电阻的影响,提出未来减小寄生电阻需要和可能采取的措施。
　　本文提出了一种新型的同质复合栅MOSFET结构,结构采用了栅工程的概念,所设计的栅由S-gate和D-gate两块并列组成,S-gate用高功函数p+多晶硅,D-gate用低功函数n+多晶硅。在复合多晶硅栅的实现工艺上,本文采用了一种补偿注入的方法,只需利用一块S-gate掩模板就可形成复合栅电极结构,工艺简单可行。鉴于同质复合栅MOSFET的电特性很多,本文第三章主要讨论其电阻效应。方法是通过研究温度对LDDMOS电阻中各参数的影响,确定了受温度影响较大的参数,建立了模型,并用MEDICI的仿真结果进行比较,验证了模型的准确性。
　　本文第四章主要研究了温度对DMG-MOSFET阈值电压中各参数的影响,确定了受温度影响较大的参数。为提高模型的精确度,建立了短沟道的阈值电压温度特性模型,模型考虑到DMG-MOSFET结构中的小尺寸效应。最后将200K至500K温度范围内模型的阈值电压温度特性与MEDICI的仿真结果进行比较,验证了模型的准确性。

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第一章绪论

1.1前言

1.2纳米CMOS器件中的栅工程

1.3异质栅场效应晶体管

1.4本文主要工作

第二章纳米MOSFET寄生电阻分析

2.1短沟道寄生电阻模型的改进

2.2器件参数对MOS器件寄生电阻影响分析

2.3本章小结

第三章 同质复合栅MOSFET电阻的温度效应研究

3.1纳米晶体管中的热现象

3.2 同质复合栅MOSFET电阻的温度效应研究

3.3本章小结

第四章同质复合栅MOSFET阈值电压的温度效应

4.1短沟道MOSFET的阈值电压的温度特性

4.2. DMG-MOSFET阈值电压温度特性的模拟与分析

4.3本章小结

第五章总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文