наноэлектронные устройства и их модели

Министерство образования и науки Российской Федерации Московский государственный институт электронной техники (технический университет) А.Г. Балашов, Т.Ю. Крупкина, В.В. Лосев, В.И. Старосельский Учебное пособие по дисциплине «Наноэлектронные устройства и их модели» Москва 2010 Содержание 1. Основные параметры МДП транзистора................................................................ 3 2. Структуры наноразмерных МДПТ ......................................................................... 5 3. Масштабирование МДП-транзисторов……………………………...11 4. Влияние параметров транзисторов на характеристики ИМС ............................ 21 5. Основные параметры идеализированного транзистора ..................................... 23 6. Ограничение скорости носителей в канале ......................................................... 30 7. Модуляция длины канала ...................................................................................... 33 8. Коэффициент усиления .......................................................................................... 37 9. Подвижность носителей в канале ......................................................................... 41 10. Подпороговый ток ................................................................................................ 43 11. Эффекты малых размеров.................................................................................... 46 12. Модель МДПТ в SPICE........................................................................................ 53 13. Учет технологических факторов разброса......................................................... 63 14. Моделирование в TCAD как часть «проектирования для производства» ....................................................................... 77 15. Использование метода Монте – Карло............................................................... 91 Литература................................................................................................................... 98 2 1. Основные параметры МДП транзистора Простейшая структура п-канального МДП транзистора представлена на рис.1. На рис.2 показан общий вид выходных (а) и проходных (б) ВАХ. Рис.1. Простейшая структура МДП транзистора Исток (S) п-канал Затвор (G) Сток (D) n+ n+ ОПЗ p Подложка (В) 1 - крутая область ВАХ; 2 - пологая область ВАХ. ID IDS IDS (VDS S) ID S 2 1 VGS VDS = VDS ID S VDS VGS VDS S VT б) а) Рис.2. Общий вид ВАХ МДП транзистора а - выходные; б - проходные; Если пренебречь влиянием на ВАХ потенциала подложки, ток стока является функцией двух напряжений - VGS (затвор - исток) и VDS (затвор - сток). При этом приращение тока стока определяется соотношением dI D ID dVGS VGS ID dVDS VDS 3 gdVGS GdVDS , где g I D / VGS dVDS 0 мость. Параметр K - крутизна ВАХ; G VDS VGS dI D 0 I D / VDS dVGS 0 - выходная проводи- g