自MOSFET器件誕生以來,對器件進(jìn)行物理建模一直是器件研究的主要內(nèi)容之一。器件模型是電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),利用器件模型可以在軟件層面對電路進(jìn)行仿真和研究,對電路設(shè)計(jì)和電路性能的優(yōu)化提供幫助。因此器件模型的研究須建立在成熟并且大量應(yīng)用的工藝基礎(chǔ)之上,這樣的器件模型才對相關(guān)的電路設(shè)計(jì)及仿真具有實(shí)際意義。本文研究的器件模型與機(jī)理,主要應(yīng)用于模擬集成電路,目前模擬集成電路的主流工藝處于20nm-40nm級。本文研究的器件模型涉及了90nm-10nm節(jié)點(diǎn)工藝,這是目前業(yè)界的成熟工藝和大多數(shù)電子信息產(chǎn)品所采用的制造工藝。隨著集成電路制造工藝的發(fā)展,MOSFET器件的尺寸不斷減少。由于器件尺寸減小的速度遠(yuǎn)快于電源電壓降低的速度,使短溝道器件里出現(xiàn)了更強(qiáng)的電場,導(dǎo)致器件的短溝道效應(yīng)變得更加顯著,對器件的噪聲特性產(chǎn)生影響。器件制造工藝在不斷發(fā)展,器件模型的研究也需要相應(yīng)不斷發(fā)展。本文針對MOSFET器件的溝道橫向電場隨器件尺寸減小而增強(qiáng)的現(xiàn)象,研究其對器件過量噪聲的影響,建立了相應(yīng)的物理模型,主要的研究工作包括:1.為表征熱載流子效應(yīng),建立溝道電子溫度模型。針對短溝道MOSFET器件,研究在溝道橫向電場沿溝...

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 MOSFET器件模型的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 溝道電子溫度模型
        1.2.2 溝道熱噪聲模型
        1.2.3 短溝道器件的過量噪聲
    1.3 研究目的及意義
    1.4 論文結(jié)構(gòu)
    1.5 本章小結(jié)
第二章 NMOSFET器件的電子溫度模型
    2.1 MOSFET器件的工作區(qū)域
    2.2 短溝道效應(yīng)
        2.2.1 溝道長度調(diào)制效應(yīng)
        2.2.2 遷移率降低效應(yīng)
        2.2.3 漏致勢壘降低效應(yīng)
        2.2.4 襯底偏置效應(yīng)
        2.2.5 熱載流子效應(yīng)
    2.3 器件的電子溫度模型
        2.3.1 電子溫度模型
        2.3.2 溝道電場模型
        2.3.3 電子速度與電子遷移率
    2.4 分析與討論
        2.4.1 電子溫度分布
        2.4.2 電子溫度對電子遷移率的影響
        2.4.3 電子溫度與電子速度
    2.5 本章小結(jié)
第三章 MOSFET器件的溝道熱噪聲模型
    3.1 器件的熱噪聲
        3.1.1 MOSFET器件的噪聲等效電路
        3.1.2 短溝道效應(yīng)對溝道熱噪聲的影響
    3.2 熱噪聲的計(jì)算
        3.2.1 噪聲的統(tǒng)計(jì)理論
        3.2.2 噪聲源等效電路
        3.2.3 熱噪聲的計(jì)算方法
    3.3 傳統(tǒng)熱噪聲模型
        3.3.1 基于溝道長度調(diào)制效應(yīng)的熱噪聲模型
        3.3.2 基于速度飽和與熱載流子效應(yīng)的熱噪聲模型
    3.4 非恒定電場下的熱噪聲模型
    3.5 新的熱噪聲模型
    3.6 分析與討論
        3.6.1 短溝道下的溝道長度調(diào)制效應(yīng)
        3.6.2 熱載流子效應(yīng)的影響
        3.6.3 非恒定電場的影響
    3.7 本章小結(jié)
第四章 短溝道MOSFET器件的過量噪聲
    4.1 過量噪聲的產(chǎn)生
    4.2 傳統(tǒng)散粒噪聲模型
    4.3 器件漏源電流模型
    4.4 熱噪聲與過量噪聲
        4.4.1 短溝道MOSFET器件的熱噪聲
        4.4.2 過量噪聲與散粒噪聲抑制因子
    4.5 分析與討論
        4.5.1 熱噪聲的影響
        4.5.2 器件尺寸對過量噪聲的影響
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3846921