專利名稱：一種短溝道圍柵結(jié)構(gòu)mosfet的閾值電壓解析模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種計算圍柵結(jié)構(gòu)金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET )閾值電壓的解析模型。
背景技術(shù)：
為了提高集成電路的集成度以及芯片的性能，隨著集成電路MOS器件工藝的發(fā)展，器件關(guān)鍵尺寸越來越小。對于傳統(tǒng)的單柵平面工藝，器件的柵長不能無限制的縮小，并且隨著器件尺寸縮小而出現(xiàn)一系列的二級效應(yīng)統(tǒng)稱短溝道效應(yīng)。在長溝道器件情況下，傳統(tǒng)的電學(xué)特性在短溝道情況下往往變得很差。為了克服短溝道效應(yīng)對小尺寸MOS器件性能及可靠性的影響，提出一些新型的器件結(jié)構(gòu)，圍柵MOSFET結(jié)構(gòu)被科研界和工業(yè)界視為最有希望成為納米尺度下主流的器件。對于新型的圍柵MOSFET結(jié)構(gòu)，其柵極將導(dǎo)電溝道完全包圍，即使在短溝道情況下 柵極也能極好的控制溝道導(dǎo)電，抑制短溝道效應(yīng)能減小器件靜態(tài)功耗，得到很好的亞閾值擺幅特性。工業(yè)界亟待在這種新型器件結(jié)構(gòu)量產(chǎn)前發(fā)展其閾值電壓模型，而以往的傳統(tǒng)單柵平面結(jié)構(gòu)MOSFET閾值電壓模型已經(jīng)不能符合新型器件建模的要求，故給新型圍柵器件閾值電壓模型的建模帶來新的挑戰(zhàn)。閾值電壓&是MOSFET最為重要參數(shù)之一，閾值電壓的定義為形成導(dǎo)電溝道時的
柵壓，對于η型器件即當(dāng)表面勢等于2倍的電子準(zhǔn)費米電勢喪=2^時的器件狀態(tài)，或者對
于P型器件當(dāng)表面勢等于2倍的空穴準(zhǔn)費米電勢喪=2^時的器件狀態(tài)。為了使電路仿真器能夠準(zhǔn)確模擬電路特性，建立器件的精確而高效的閾值電壓模型是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過對圍柵MOSFET的泊松方程使用特殊方法求解，得出其閾值電壓的一個簡潔高效的解析表達(dá)式，從而為電路設(shè)計人員提供了短溝道圍柵MOSFET—個精確而高效的電路仿真軟件的閾值電壓解析模型。為了實現(xiàn)上述目的提供一種短溝道圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET的閾值電壓解析模型，其特征在于該閾值電壓模型的解析式為
權(quán)利要求
1.一種短溝道圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET的閾值電壓解析模型，其特征在于該閾值電壓模型的解析式為
全文摘要
本發(fā)明提供一種計算短溝道圍柵結(jié)構(gòu)MOSFET閾值電壓的解析模型。在全耗盡以及弱反型的假設(shè)下求解二維泊松方程，在一定邊界條件的制約下得到溝道電勢的分布模型。通過高斯盒子的方法得到柵氧化層的電壓降，然后根據(jù)本發(fā)明定義閾值電壓的方法以及本發(fā)明求出的溝道電勢分布模型推導(dǎo)得到短溝道圍柵器件閾值電壓解析模型。本發(fā)明的閾值電壓解析模型形式簡潔、物理概念清晰，且計算精度高，為電路級仿真軟件提供了新型圍柵器件的閾值電壓解析模型。
文檔編號G06F17/50GK102779205SQ20121020444
公開日2012年11月14日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者顧經(jīng)綸, 顏丙勇 申請人:上海華力微電子有限公司