一种新的MOS器件亚阈区表面热分析方法

本根据ＭＯＳ器件亚阈区转移性特函数强收敛的特点，提出了一种直接利用ＭＯＳ器件转移特性确定亚阈区表面热的新方法。     

用于SPICE-Ⅱ程序的耗尽型MOS器件模型

分析了SPICEⅡ程序模拟耗尽型MOS器件所遇到的限制及其原因,用线性区阈电压和饱和区阈电压描述耗尽型器件线性区和饱和区特性,讨论了饱和区阈电压与线性区阈电压之差随衬偏电压变化的关系,建立了耗尽型MOS器件模型及其参数提取的新方法.模拟结果与实验基本吻合.     

多晶硅栅离子注入杂质对MOS器件亚阈特性的影响

通过工艺模拟和实验，在引入多晶硅栅等效电容概念的基础上，建立了MOS器件亚阈特性的修正模型，并讨论了多晶硅杨高于往入杂质类型对器件亚阈特性的影响。采用常规1μmNMOS工艺制备的晶体管使用了两种源漏、多晶硅栅掺杂方案──P、As用于比较，每一硅片上均包含四种几何尺寸不同的NMOS管。测量所得的亚阈特性参数与模拟及修正模型推导结果相一致，进一步证明了模型与实际器件的统一。     

B样条函数在短沟道MOS器件直流特性模拟中的应用

本文提出了采用B样条函数模拟MOS器件直流特性的新方法。基于“张量积”原理和重结点技巧,推导出满足MOS器件边界约束条件的三维二次B样条函数最小二乘法的数学模型,并开发了相应的 SMDC程序(Simulation for MOS DC Characteristics). 该程序对沟道长度分别为 8、5、3和 0.39μm的MOS器件直流特性的模拟结果表明,所有器件的计算值与测量值相符得很好,在器件的工作范围内,全部数据的平均相对误差只有2％左右.在IBM370/148机器上运行SMDC程序时,计算一个I_(DS)数据的CPU时间为0.1秒. 与集成电路通用模拟程序SPICE中的MOS解析模型相比较,SMDC程序在模拟短沟道MOS器件、尤其是沟道长度小于1μm的亚微米器件的直流特性的精度方面,具有明显的优越性.     

深亚微米FD-SOI器件亚阈模型

通过对全耗尽 SOI器件硅膜中的纵向电位分布采用准三阶近似 ,求解亚阈区的二维泊松方程 ,得到全耗尽器件的表面势公式 ;通过引入新的参数 ,对公式进行修正 ,建立深亚微米全耗尽器件的表面势模型 ,能够很好地描述漏感应势垒降低效应 .在此基础上 ,建立了亚阈漏电流模型 ,它能够很好的描述亚阈区的完整漏电流特性 ,模型计算结果与二维器件模拟软件 MEDICI的模拟结果相符     

深亚微米FD-SOI器件亚阈模型

通过对全耗尽SOI器件硅膜中的纵向电位分布采用准三阶近似,求解亚阈区的二维泊松方程,得到全耗尽器件的表面势公式;通过引入新的参数,对公式进行修正,建立深亚微米全耗尽器件的表面势模型,能够很好地描述漏感应势垒降低效应.在此基础上,建立了亚阈漏电流模型,它能够很好的描述亚阈区的完整漏电流特性,模型计算结果与二维器件模拟软件MEDICI的模拟结果相符.     

硅膜厚度对0.1μm SOI槽栅NMOS器件特性的影响

SOI技术和槽栅MOS新器件结构是在改善器件特性方面的两大突破,SOI槽栅MOS器件结构能够弥补体硅槽栅MOS器件在驱动能力和亚阈值特性方面的不足,同时也保证了在深亚微米领域的抑制短沟道效应和抗热载流子效应的能力.仿真结果显示硅膜厚度对SOI槽栅MOS器件的阈值电压、亚阈值特性和饱和驱动能力都有较大影响,选择最佳的硅膜厚度是获得较好的器件特性的重要因素.     

热释电红外读出电路的设计与验证

设计并验证了亚阈区MOS管作反馈大电阻的电阻反馈跨阻型(RTIA)非制冷热释电红外焦平面读出电路。在此基础上,对采用浅耗尽(Native)MOS管实现同样功能的RTIA进行仿真。与采用特殊高阻薄膜材料的RTIA不同,两种设计方案实现的RTIA不增加工艺步骤,有效降低了芯片的制造成本,再配合两管共源放大器,构建了像元下前置高增益放大器。此外,相对于亚阈区MOS RTIA,浅耗尽MOS RTIA可节省偏置电路,设计更加简洁。亚阈区MOS RTIA经流片验证,在5V电源电压下,实现增益为40dB、带宽为60kHz、输出摆幅为3V,符合混合或单片集成热释电探测器阵列的设计要求。     

短沟道MOSFET器件物理模型研究

通过求解经修正的二维泊松方程，并考虑了主要的短沟效应和高场效应，得到一个描述短沟道ＭＯＳＦＥＴ器件Ｉ－Ｖ特性的统一物理模型。该模型适用于包括亚阈区在内的不同工作区域，对０．８μｍ和１．４μｍ器件的漏极电流特性能较好地描述，可应用于亚微米、深亚微米级ＭＯＳＦＥＴ的电路模拟。     

CMOS／SOS器件亚阈区的总剂量电离辐照特性

采用Ｉ－Ｖ亚阈测量技术，分析了封闭栅和条形栅结构ＣＭＯＳ／ＳＯＳ器件的ｌｏｇＩ－Ｖ曲线亚阈斜率和阈电压的总剂量电离辐照特性，以及不同的辐照偏置条件对上述两个电参数的影响。结果表明，在总剂量辐照下，封闭栅和条形栅ＣＭＯＳ／ＳＯＳ器件的阈电压及ｌｏｇＩ－Ｖ曲线亚阈斜率的变化趋势。     

沟道应力对纳米尺度MOSFET器件特性的影响

利用ISE DESSIS器件模拟工具，模拟了纳米尺度的MOSFETs器件沟道中存在应力时的器件特性，分析了应力大小和方向发生变化对MOSFET的阈值电压、亚阈特性等器件特性的影响.     

先进工艺对MOS器件总剂量辐射效应的影响

器件栅氧厚度的减小、场氧工艺的改变以及衬底材料的不同等都将导致MOS器件的总剂量辐射效应发生改变.亚阈斜率、阈值电压漂移、衬底技术和场氧抗辐射能力已经成为器件按比例缩小给器件带来冲击的最主要的四个方面.综述了上述条件、高k介质/硅系统以及选择SOI材料作为衬底材料对MOS器件总剂量辐射效应的影响.     

槽栅结构对小尺寸MOS器件特性的影响

基于流体动力学能量传输模型，研究了深亚微米槽栅结构MOSFET对小尺寸效应的影响，并与相应平面器件的特性进行了比较。研究结果表明，由于栅介质拐角效应的存在，槽栅结构在深亚微米区域能够很好地抑制小尺寸带来的短沟道效应、漏感应势垒降低等效应，且很好地降低了亚阈特性的退化，器件具有较好的输出特性和转移特性。     

基于MOSFET比例差值特性的器件表征方法

利用比例差值方法给出了MOS器件的一种新特性——比例差值输出特性，该特性具有谱峰特征，其峰位、峰高与器件的特征参数相关．采用了一个分析模型来表征谱峰与器件特性参数关系，可以直接提取MOS器件特征参数．模型计算结果与实验数据保持了很好的一致性．实际测量中不同衬底条件和不同的比例差值常数对提取参数的影响也作了分析．     

薄膜全耗尽积累型SOI MOS 器件在( 27～300℃) 宽温区高温特性的研究

本文在对p^ pp^ 结构薄膜全耗尽积累型SOA MOS器件导电机理和基本特性研究的基础上，进一步研究了实验样品在（27－300℃）宽温区高温特性，理论和实验研究结果表明p^ pp^ 结构薄膜全耗尽积累型SOI MOS器件实验样品在（27－300℃）宽温区具有良好的高温特性。     

CMOS／SOI的高温特性分析

采用ＳＩＭＯＸ和ＢＥＳＯＩ材料制作了ＣＭＯＳ倒相器电路，在２５￣２００℃的不同温度下测量了ＰＭＯＳ和ＮＭＯＳ的亚阈特性曲线，实验结果显示，薄膜全耗尽ＩＭＯＸ器件的阈值电压和泄漏电流随温度的变化小于厚膜ＢＥＳＯＩ器件。     

SiGe SOI CMOS特性分析与优化设计

基于全耗尽SOI CMOS工艺，建立了具有SiGe沟道的SOI MOS器件结构模型，并利用ISE TCAD器件模拟软件，对SiGe SOl CMOS的电学特性进行模拟分析。结果表明，引入SiGe沟道可极大地提高PMOS的驱动电流和跨导（当Ge组分为0．3时，驱动电流提高39．3％，跨导提高38．4％），CMOS电路的速度显著提高；在一定的Ge总量下，改变Ge的分布，当沟道区呈正向递减式分布时，电路速度最快。     

CMOS／BESOI电特性的温度依赖性研究

采用Ｉ－Ｖ测试技术，研究了ＣＭＯＳ／ＢＥＳＯＩ器件的Ｉ－Ｖ亚阈特性与温度的关系。结果表明，随着温度的升高，Ｉ－Ｖ曲线的亚或斜率减小，且阈电压漂移增加。     

SiGe-HBT中雪崩击穿效应对电流电压特性的影响

本文报道了一个在较宽温度范围内能精确描述6H SiC JEFT性能(包括亚阈区)的器件模型，器件的电流电压特性由包含少数几个物理模型参数连续统一的解析表达式表述.该模型也包括了串联电阻效应、沟道中电子速度饱和效应、饱和区的有限输出电导、温度决定的模型参数等效应.载流子的计算考虑了SiC中杂质能级特点，采用两级电离模型，模拟了典型结构器件的高温特性，结果和实验符合很好.     

深亚微米PD和FD SOI MOS器件热载流子损伤的研究

研究了深亚微米PD和FD SOI MOS器件遭受热截流子效应(HCE)后引起的器件参数退化的主要差异及其特点，提出了相应的物理机制，以解释这种特性。测量了在不同应力条件下最大线性区跨导退化和闽值电压漂移，研究了应力Vg对HCE退化的影响，并分别预测了这两种器件的寿命，提出了10年寿命的0．3μm沟长的PD和FD SOI MOS器件所能承受的最大漏偏压。