E-Book Overview
Учебное пособие. - Москва, МИЭТ, 2010. - 98 с.
Основные параметры МДП транзистора Структуры наноразмерных МДПТ Масштабирование МДП-транзисторов Влияние параметров транзисторов на характеристики ИМС Основные параметры идеализированного транзистора Ограничение скорости носителей в канале Модуляция длины канала Коэффициент усиления Подвижность носителей в канале Подпороговый ток Эффекты малых размеров Модель МДПТ в SPICE Учет технологических факторов разброса Моделирование в TCAD как часть «проектирования для производства» Использование метода Монте – Карло Литература
E-Book Content
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