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文檔簡介
1、隨著集成電路的發(fā)展,CMOS的工藝進程突飛猛進。柵極長度是半導(dǎo)體制程進步的關(guān)鍵,從早期的0.18微米、0.13微米,進步到90納米、65納米、45納米、22納米、到目前的iPhone7的A10處理器采用FinFET器件工藝的14納米,近幾十年來,幾乎遵從摩爾定律按比例縮小制程的發(fā)展。當(dāng)柵極長度愈小,整個半導(dǎo)體器件就愈小,相同空間的集成度就愈高,器件模型的建立就愈復(fù)雜。因此,器件模型的建立面臨了更大的困難和挑戰(zhàn),考慮到新工藝、新材料對器件
2、的影響,建立一個精度的器件模型已成為半導(dǎo)體行業(yè)的首要任務(wù),更是當(dāng)今國際上研究的重點和熱點。在此環(huán)境下,用來表征器件的模型紛涌迭出。
本文研究的是在先進工藝技術(shù)節(jié)點中,表征雙柵器件特性的BSIM IMG模型。在雙柵結(jié)構(gòu)的情況下,兩個柵極將可能是不對稱的,具有不同功函數(shù)和電介質(zhì)厚度,使得緊湊型模型更為復(fù)雜。BSIM-IMG的本征和非本征的模型中的方程都是基于物理表面勢推導(dǎo)出來的。通過全耗盡,輕摻雜體和有效解析近似計算解泊松方程可以
3、得到源極和漏極兩端的表面勢和電荷密度。
本文在深入分析了Double-Gate SOI MOSFET特性以及BSIM IMG模型方程的基礎(chǔ)上,重點研究基于BSIM IMG的模型開發(fā)和評估和應(yīng)用于全耗盡器件可適用的范圍。本文首先針對一批0.13μm工藝器件進行Baseband單管模型參數(shù)提取,然后根據(jù)尺寸縮放提取全局模型參數(shù),經(jīng)過優(yōu)化之后,評估閾值電壓、飽和電流、線性區(qū)的電流指標(biāo),經(jīng)過評估誤差在可控范圍之內(nèi),建立基于BSIM I
4、MG的全局Baseband模型,開發(fā)出適用于模型庫提取的半自動參數(shù)提取流程。此外,在零偏的條件下,進行SOI MOSFET寄生模型分析,建立小信號模型,提取相應(yīng)參數(shù),選取了BSIM SOI,PSP SOI和BSIM IMG三種模型,對BSIM SOI,PSP SOI和BSIM IMG在0.13μm CMOS工藝下同一器件的RF SOI MOSFET模型進行分析評估,針對BSIM IMG的不同之處進行剖析,對BSIM IMG模型應(yīng)用于部分
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