基于半解析法mosfet寄生电容的研究

《基于半解析法mosfet寄生电容的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得索档殳木学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：王甸父签字日期：20f午年‘月g日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解虚僦有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许

2、论文被查阅和借阅。本人授权更鹤乐磬以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：主敏导师签名：相争明签字日期：加f午年6月6日签字日期：≯f牛年5月6日学位论文作者毕业去向：工作单位：通讯地址：电话：邮编：摘要摘要MOSFET非本征部分产生寄生电容会影响器件的性能，如何降低寄生电容的大小，一直是国内外学者的研究热点。集成电路的集成度一直遵循摩尔定律，器件特征尺寸的不断缩小要求MOSFET的

3、栅氧化层厚度越来越薄，因为薄栅氧化层厚度能改善器件的特性并能有效抑制短沟道效应。但是超薄栅氧化层厚度会产生栅极泄漏电流，并且寄生电容并不随器件尺寸的减小而成比例减小，因此必须用低漏电流且物理厚度大的高k栅材料代替二氧化硅作为栅介质。以往求解寄生电容的模型，用保角变换的方法和数值法只能求解普通栅MOSFET的寄生电容，将结果直接应用到高k栅MOSFET中，必须要添加修正因子才能与仿真结果一致。半解析法是将解析法和数值法结合的一种计算方法，既能像解析法得到准确的表达式，也能像数值法灵活处理复杂的边界条件。本

4、文使用的半解析法是解析法中的分离变量法和数值法中的矩形等效源法的结合。本文首先用矩形等效源法简化MOSFET的物理模型，得到不含任何近似的栅源电势定解问题。然后采用分离变量法求解电势，用特征函数展开法求解电势表达式中的未知系数。再根据高斯定理得到电荷，继而求出寄生电容和本征电容的表达式。最后是对模型的验证和讨论，研究结果显示，减小源区长度和栅电极厚度可以减小寄生电容，栅氧化层厚底的减小会使寄生电容增加，寄生电容随着栅介电常数的增加而减小，寄生电容几乎不随沟道长度的变化而变化。因此，器件设计者可以根据计算

5、结果选择最合适的器件参数，设计出满足需要的最小寄生电容的MOS器件。本文提出的半解析法求解MOSFET寄生电容的过程，没有使用任何近似，得到的是含有器件参数的电容解析表达式，因此可直接用于器件设计和电路模拟程序中。本模型求解寄生电容时精度高、运算量小，不仅能求解普通栅MOSFET的寄生电容，对高k栅MOSFET同样适用。关键词：半解析法：高k栅：寄生电容攀于半解析法MOSFEF寄生电容的研究AbstractTheextrinsicofMOSFETcauseparasiticcapacitancewill

6、affecttheperformanceofthedevice，howtoreducetheparasiticcapacitancehasbeenahottopictodomesticandforeignscholars．TheintegrationofintegratedcircuitalwaysfollowedMoore’SLawandtheMOSdevicesizecontinuetoshrink，SOthegateoxidethicknessofMOSFETrequirestobemuchthi

7、nner,thereasonisthatthethingateoxidethicknesscanimprovethecharacteristicsofMOSFETandcansuppresstheshort-channeleffectseffectively．Buttheultra—thingateoxidethicknesswillcauseagateleakagecurrent，besidestheparasiticcapacitancedoesnotdecreasewiththedecreasei

8、nproportiontothedevicesize，SOthehighkdielectricwhichhaslowleakagecurrentandthickphysicalthicknesssubstituteSi02asthegatematerialisneeded．Thepreviousparasiticcapacitancemodel，withtheconformalmappingmethodcanonlysolvethepara