基于SOI NMOSFET静态特性分析

1、基于基于SOI NMOSFET静态静态特性分析特性分析u1、本课题研究意义本课题研究意义u2 2、体硅器件和、体硅器件和SOISOI器件结构对比器件结构对比u3 3、器件结构建模器件结构建模u4 4、器件结构模型、器件结构模型u5 5、器件物理模型、器件物理模型u6 6、器件静态特性分析及结构优化器件静态特性分析及结构优化u7 7、参数优化参数优化u8 8、SOISOI和体硅器件和体硅器件静态特性静态特性对比分析对比分析u9 9、结论、结论重点章节：1、本课题研究意义、本课题研究意义 （必要性）：（必要性）：SOI技术作为半导体最先进的技术之一，发达国家已经步入了实用化阶段，而我国尚处于研究阶

2、段。（充分性）：（充分性）：从2000年来全国大型技术研讨会已经召开过八届，每届通过技术交流、总结，都有力地推动、促进了我国SOI技术的研究、应用与提高。再观察整个IC行业技术走向，由于SOI技术出色的产品性能、卓越的集成密度、对未来产品竞争是非常有利的。又由于是“二十一世纪的微电子技术”和“新一代硅”，这将成为今后集成电路制造的主流技术，未来将大有作为！2 2、体硅、体硅NMOSNMOS器件和器件和SOI NMOSSOI NMOS器件的结构对比器件的结构对比3 3、器件结构建模、器件结构建模 本论文采用ISE（Intergrated Systems Engineering）软件【1】，其中包

3、括器件描述MDRAW软件和器件模拟DESSIS软件，这款软件汇集了设计、输入、仿真、逻辑、综合、布局布线与实现，时序分析，芯片下载与配置，功能分析等几乎所有设计【2】。ISEISE的工作界面：的工作界面：4 4、器件的结构模型、器件的结构模型 SOI NMOSFETSOI NMOSFET器件的器件的掺杂复掺杂复合合MeshMesh结构图结构图 5 5、器件物理模型、器件物理模型主要包括：u流体力学能量输运模型u迁移率模型u载流子复合模型u雪崩产生模型u浮体效应(kink)和自加热效应模型u量子力学模型6、SOI器件器件静态静态特性分析及特性分析及结构优结构优化化 不同结深下的SOI器件阈值特性

4、对比图和输出特性对比图SOI器件器件静态静态特性分析及特性分析及结构优结构优化化 不同栅氧化层厚度下器件的阈值特性和输出特性对比图SOI器件器件静态静态特性分析及特性分析及结构优结构优化化不同多晶硅宽度下SOI器件的阈值特性和输出特性对比图SOI器件器件静态静态特性分析及特性分析及结构优结构优化化 不同的峰值浓度时SOI器件的阈值特性和输出特性对比图SOI器件器件静态静态特性分析及特性分析及结构优结构优化化 不同体区掺杂浓度下SOI器件的阈值特性和输出特性对比图SOI器件器件静态静态特性分析及特性分析及结构优结构优化化 不同温度下SOI 器件的阈值特性和输出特性7 7、器件参数优化：、器件参数

5、优化：经过器件的静态特性仿真模拟分析得到器件的最优化参数如下图：8 8、SOISOI和体硅器件静态特性对比分析和体硅器件静态特性对比分析SOI器件和体硅器件静态特性对比分析9 9、结论：、结论：u通过分析得知：通过分析得知： SOI器件相对比于体硅器件，无论是在阈值特性方面，还是在输出特性方面都优于体硅器件，因为体硅器件只是在很厚的衬底硅上镀膜一层很薄的多晶硅从而进行刻蚀导通，这样的结构容易让漏源电流和衬底电路导通，从而形成毫无益处的漏电流，影响器件速度，阈值电压，闩锁效应，功耗等重要性能。现如今SOI技术领域已经取得了巨大的进步, SOI的批量化生产技术也正在逐步走向成熟，当集成电路的特征尺寸小于0.1m、电源电压在1 V 左右时, SOI技术的优质潜力就会更加的显现出来,可以使采用同样工艺的普通MOS电路的性能价格比提高30%以上。因此可以预测SOI将成为主流集成电路加工技术。致致谢谢u 本论文是在冯松老师的悉心指导与关怀下完成的。u 衷心感谢导师冯松老师在整个论文工作期间给予的悉心指导和谆谆教诲。从论文的方向及选题、框架的构建、软件的学习，问题的研究与分析，到逐章的审阅修改，他都倾注了大量的心血; u 衷心感谢理工大博士生师兄谢家强对我ISE软件的大力支持，以及同组成员同学给我的深厚情谊和热情帮助！u