纳米级MOSFET器件模拟的载流子输运模型

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第25卷第2期固体电子学研究与进展Vo1．25．No．22005正5月RESEARCH＆PROGRESSOFSSEMay．2005纳米级MOSFET器件模拟的载流子输运模型蒲月皎刘丕均张亚j}王印月(上海交通大学薄膜与微细加工教育部重点实验室，微纳米科学技术研究院．上海．200030)(。兰州大学物理科技学院，兰州，730000)2003—05—09收稿．2003—07—28收改稿摘要：随着半导体微细加工技术的发展，预计硅SOc的集成度可达万亿个晶体管，单个晶体管的尺寸

2、将达到1Onm范围内。因此从理论上研究纳米尺寸器件的性能和特性对发展超大规模集成电路尤为重要。综述了纳米级MOSFET器件数值模拟的量子模型，以及在该模型下用到的几种载流子输运模型，并结合模拟结果对这一模型作了评价。关键词：器件模拟；量子传输；纳米级金属氧化物半导体场效应管；弹道传输中图分类号：2570H文献标识码：A文章编号：1000—3819(2005)02—16O—O7TheCarrierTransportModelofNano—ScaleMoSFETDeviceSimulationPUYuejiaoI．IUP

3、ijunZHANGYafeiWANGYinyue(7’heKeyLaboratoryforThinFilmandMicrofabricationoJ’MinistryofEducation．ResearchInstituteofMicro／NanorneterScienceandTechology，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai，200030，CHN)(。DepartmentofPhysh’alScienceandTechnoloKy，LanzhouUniversity．Lan

4、zho“．730000．CHN)Abstract：Duringtheprogressofsemiconductormicrofabricationtechnology，theVISItechnologyrequiresthatthecharacteristicscaleofsemiconductordevicewillbefurtherre—duced．Thesilicontechnologyhasanenormousremainingpotentialtoachieveterasealeintegra—tion(T

5、SI)ofmorethan1trilliontransistorsperchip．Inthiscase．thescaleoftransistorwillreach10一nmrange．ItisveryimportanttostudythecharacteristicandcapabilityofnanodeviceforthedevelopmentofVISItechnology．Inthisarticle，wehavereviewedthenumericalsimu—lationofnano—scaleMOSFET

6、inthetheoryframeworkofquantumtransportmodel，moreover，severalmodelsOfcarriertransportunderthismodelhavebeendiscussed．Wealsoeva1uatetheresultfromthesemodels．Keywords：devicesimulation；quantumtransport；nano—scaleMOSFET；ballistictrans—portEEACC：TN432基金项目：上海市科技发展基金(0

7、215nm030)资助项目E—mail；yfzhang@mail．sjtu．edu．clq维普资讯http://www.cqvip.com2期蒲月皎等：纳米级MOSFET器件模拟的载流子输运模型常用的几种载流子输运模型，结合数值模拟结果进1引言行对比分析并作出一定的评价。在近20年中，半导体器件的特征尺寸按2纳米MOSFET器件的QTM模型Moore定律缩小：每三年半导体芯片的集成度增长一倍。人们在研究了硅集成电路的五个层次的限制栅长达到0．1微米是传统MOSFET器件的作用(基本原理、材料、器件、电路和系统)以后，

8、预一个里程碑[s]。当尺寸进一步缩小时，需要采用新测硅集成技术仍有达到万亿晶体管集成在一个芯的器件结构：如肖特基势垒MOSFETL5，双栅片上的潜力L】]。这一极限集成度要求晶体管的尺寸MOSFET(DGMOSFET)等。这些新型的纳米进一步缩小到纳米量级，这就给业界和学术界提出器件，可以采用SOl技术制造L5]，它们避免了小尺了新的挑战。J．