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IEEE 电子器件快报刊载基地SOC实验室研究成果
2012年03月22日 来源:SOC实验室 点击率:

深港产学研基地系统芯片设计(SOC)重点实验室何进博士小组联合香港科技大学的相关研究人员通过探索,提出了使用有效半径方法对椭圆型环栅MOSFET的短沟道效应进行建模的新方法,相关研究论文《基于有效半径的椭圆型环栅MOSFET的短沟道效应建模》发表于美国电气和电子工程师协会器件相关领域最权威的学术期刊 《电子器件快报》2011年第32卷,第9期(VOL. 32, NO. 9, SEPTEMBER 2011)上。

目前的研究工作已经证明: 在将来更高集成度的纳米CMOS集成电路中,环栅纳米线MOSFET具有巨大的发展潜力和性能优势。近年来,许多研究小组报道了先进环栅MOSFET制造技术。与此同时,研究工作也提出了可以更好理解器件特性的环栅MOSFET解析模型。在这些模型中,长沟器件和短沟道效应模型均注重于对称的、理想的圆柱环栅结构。然而,在实际工艺过程中,圆形截面的环栅MOSFET并不常见,而截面非圆形,特别是截面为椭圆形的环栅纳米线经常被实验结果报道。 在纳米线的制作过程中,光刻技术确定了横向尺寸,薄膜厚度确定了纵向尺寸。由于在器件表面不同方向有不同的氧化反应,一般就会形成椭圆截面而不是圆形截面的纳米线。

针对这样的实际器件和电路加工工艺情况,何进博士小组联合香港科技大学的相关研究人员从泊松方程的求解出发, 从器件物理的研究中发现有效半径Reff方法可将椭圆型的环栅MOSFET转化成等价的圆形环栅MOSFET。经过有效半径Reff转化之后,许多功能完善的模型便可用来预测短沟道椭圆环栅MOSFET性能。 实验数据表明: 有效半径方法的预测结果可以通过TCAD得到很好的仿真验证,具有相同有效半径Reff的椭圆型环栅MOSFET也具有相同的短沟道效应及ION/IOFF比值。特别是: 在某些条件下,有效半径Reff可以直接简化为沟道面积与周长的比值,从而解释了有效半径Reff的物理意义。

 

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