發(fā)布時(shí)間：2017-12-22 18:20

  本文關(guān)鍵詞：深納米工藝代三維FinFET柵圍寄生效應(yīng)及模型研究　出處：《華東師范大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步,由于較好的柵極控制能力、較低漏電及更高集成度,三維FinFET成為深納米工藝代中的核心器件。然而三維結(jié)構(gòu)和復(fù)雜電場(chǎng)分布所引入的寄生效應(yīng)對(duì)FinFET性能的影響愈發(fā)不容忽視。三維FinFET器件寄生效應(yīng)的研究對(duì)于器件制造和電路設(shè)計(jì)都有著重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。結(jié)合TCAD數(shù)值仿真,本論文建立了深納米工藝代三維FinFET器件的柵圍寄生電阻和寄生電容的物理解析模型,并完成了相應(yīng)模型參數(shù)的提取。主要內(nèi)容包括以下三個(gè)部分:一、基于14nm工藝三維FinFET結(jié)構(gòu),本文借助TCAD模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)了三維FinFET器件的直流特性和交流特性仿真。根據(jù)仿真結(jié)果,本文討論了14nm三維FinFET器件的基本特性指標(biāo),得出了器件的閾值電壓、亞閾值擺幅、漏致勢(shì)壘降低效應(yīng)、開關(guān)電流比、端口電容等特性。二、針對(duì)三維FinFET器件寄生電阻的提取技術(shù)和建模方法研究。本文根據(jù)14nm三維FinFET器件實(shí)際的器件結(jié)構(gòu),結(jié)合TCAD仿真結(jié)果,成功分離出寄生電阻中偏壓相關(guān)的擴(kuò)展區(qū)電阻部分Rext和偏壓無關(guān)的源漏區(qū)域寄生電阻Rcon和過渡區(qū)電阻Rsp部分,并對(duì)這些寄生電阻部分進(jìn)行了建模分析。三、針對(duì)具有雙層介質(zhì)側(cè)墻結(jié)構(gòu)的三維FinFET器件進(jìn)行精確寄生電容模型的建立。本文基于保角變換的方法,推導(dǎo)出針對(duì)雙層介質(zhì)垂直極板子電容結(jié)構(gòu)的公式模型。再結(jié)合三維器件結(jié)構(gòu)中的寄生電容劃分方法,本文給出了三維FinFET寄生電容總模型。在對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)隨機(jī)分布在5nm～45nm之間的雙層介質(zhì)垂直極板電容模型驗(yàn)證時(shí),本文所提出的模型與仿真結(jié)果的相對(duì)誤差呈現(xiàn)正態(tài)分布,絕大部分情況下小于10%。在不同的Fin高度、Fin寬度、Fin間距、柵極高度、側(cè)墻厚度、介質(zhì)材料條件下,本文所提出的三維FinFET寄生電容總模型與仿真結(jié)果之間的相對(duì)誤差均小于10%。驗(yàn)證結(jié)果說明本文所提出的寄生電容模型具有較好的準(zhǔn)確性和廣泛性。最后本文還將所得模型嵌入SPICE模型,從基本反相器和環(huán)形振蕩器電路的角度展示了帶有寄生電容條件下的延遲情況。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN386

【參考文獻(xiàn)】

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1 孫立杰;深納米CMOS技術(shù)寄生效應(yīng)及其波動(dòng)性的精準(zhǔn)模型與參數(shù)提取研究[D];華東師范大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：1320534