新型高速半导体器件IMOS阈值电压解析模型

李妤晨; 张鹤鸣; 张玉明; 胡辉勇; 徐小波; 秦珊珊; 王冠宇

doi:10.7498/aps.61.047303

摘要

本文在研究IMOS器件结构的基础上, 分析了该器件不同区域的表面电场, 结合雪崩击穿条件, 建立了P-IMOS的阈值电压解析模型. 应用MATLAB对该器件阈值电压模型与源漏电压、栅长和硅层厚度的关系进行了数值分析, 并用二维器件仿真工具ISE进行了验证. 结果表明, 源电压越大, 阈值电压值越小; 栅长所占比例越大, 阈值电压值越小, 硅层厚度越小, 阈值电压值越小. 本文提出的模型与ISE仿真结果一致, 也与文献报道符合. 这种新型高速半导体器件IMOS阈值电压解析模型的建立为该高性能器件及对应电路的设计、仿真和制造提供了重要的参考.

关键词:

Abstract

A threshold voltage model is created by analyzing differents distributions of surface electric field and the condition of avalanche breakdown, based on the structure of a novel high speed semiconductor device p-IMOS in this paper. Model verification is carried out using the 2D device simulator ISE. By analyzing the model, the dependences of threshold voltage on drain-source voltage, Si layer thickness and gate length are studied. The results of the model are in good agreement with experimental results and ISE simulation results. The proposed model can also be easily used for the reasonable analysis and the design of p-IMOS.

Keywords:

作者及机构信息

1.
西安电子科技大学微电子学院，宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室, 西安 710071

基金项目: 国家部委资助项目(批准号: 51308040203, 6139801), 中央高校基本科研业务费(批准号: 72105499, 72104089)和陕西省自然科学基础研究计划资助项目(批准号: 2010JQ8008)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Key Laboratory for Wide Band-Gap Semiconductor Materials and Devices, School of Microelectronics, Xidian University, Xi’an 710071, China

Funds: Project supported by the National Ministries and Commissions (Grant Nos. 51308040203, 6139801), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (Grant Nos. 72105499, 72104089), and the Natural Science Basic Research Plan in Shaanxi Province of China (Grant No.2010JQ8008).

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施引文献

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