小尺寸器件栅隧穿电流预测模型

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小尺寸器件栅隧穿电流预测模型

吴铁峰, 张鹤鸣, 胡辉勇

文章导航 > 电子科技大学学报 > 2011 > 40(2): 312-316

吴铁峰, 张鹤鸣, 胡辉勇. 小尺寸器件栅隧穿电流预测模型[J]. 电子科技大学学报, 2011, 40(2): 312-316. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.02.031

引用本文:

吴铁峰, 张鹤鸣, 胡辉勇. 小尺寸器件栅隧穿电流预测模型[J]. 电子科技大学学报, 2011, 40(2): 312-316. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.02.031

WU Tie-feng, ZHANG He-ming, HU Hui-yong. Gate Tunneling Current Predicting Model for Scaled Devices[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2011, 40(2): 312-316. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.02.031

Citation:

WU Tie-feng, ZHANG He-ming, HU Hui-yong. Gate Tunneling Current Predicting Model for Scaled Devices[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2011, 40(2): 312-316. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.02.031

小尺寸器件栅隧穿电流预测模型

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.02.031

1.
西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安 710071;
2.
佳木斯大学信息电子技术学院佳木斯 154007

基金项目:

部级预研基金

作者简介:
吴铁峰(1974-),男,博士生,主要从事集成电路系统设计方面的研究.

中图分类号: TN386.1

Gate Tunneling Current Predicting Model for Scaled Devices

1.
Key Laboratory of Wide Band-Gap Semiconductor Materials and Devices,Xidian University Xi'an 710071;
2.
School of Information & Electronic Technology,Jiamusi University Jiamusi 154007

摘要: 针对具有超薄氧化层的MOS器件，使用积分方法，提出了一个新的栅隧穿电流与氧化层厚度关系的理论预测模型，在此基础上使用HSPICE对MOS器件的特性进行了详细的研究，并定量分析了器件的工作情况，预测了在栅隧穿电流的影响下小尺寸器件的特性变化趋势。使用BSIM 4模型进行仿真的结果与所提出的理论模型相符合。
- 器件仿真 /
- 栅隧穿电流模型 /
- 栅氧化层 /
- 积分法 /
- 小尺寸器件
Abstract: With the scaling of MOS devices, gate tunneling current increases significantly due to thinner gate oxides, and static characteristics of devices and circuit are severely affected by the presence of gate tunneling currents. In this paper, a novel gate tunneling current predicting model using integral means is presented for ultra-thin gate oxide MOS devices that tunneling current changes with gate-oxide thickness. To analyze quantitatively the behaviors of scaled MOS devices in the effects of gate tunneling current and predict the trends, the characteristics of MOS devices are studied in detail using H-Simulation program with integrated circuit emphasis (HSPICE) simulator. The simulation results in BSIM 4 model well agree with the model proposed. The theory and experiment data are contributed to the VLSI circuit design in the future.
- device simulation /
- gate tunneling current model /
- gate oxides /
- integral means /
- scaled device

[1]	彭宏伟, 曹梦玲, 黄天, 王青松, 朱少立, 徐大为. H型栅PMOS跨导双峰效应建模 . 电子科技大学学报, 2022, 51(6): 947-952. doi: 10.12178/1001-0548.2021368
[2]	专栏编委会. “新型纳米材料与器件”专栏开篇词 . 电子科技大学学报, 2019, 48(5): 679-679.
[3]	陈俊松, 郝锋. 本期“新型纳米材料与器件”专栏评述 . 电子科技大学学报, 2019, 48(5): 681-681.
[4]	专栏编委会. “新型纳米材料与器件”专栏开篇词 . 电子科技大学学报, 2019, 48(5): 679-679.
[5]	鄢永明, 曾云, 夏宇, 张国梁. 维持电压和失效电流线性可调节的高压ESD器件 . 电子科技大学学报, 2015, 44(5): 700-704. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.05.011
[6]	屈江涛, 张鹤鸣, 胡辉勇, 徐小波, 王晓艳. 小尺寸应变Si/SiGe PMOSFET阈值电压及其电流电压特性的研究 . 电子科技大学学报, 2012, 41(2): 311-316. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.02.026
[7]	刘孝保, 杜平安. 面向元器件的PCB板布局优化方法 . 电子科技大学学报, 2011, 40(4): 630-633. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.032
[8]	姜书艳, 罗毅, 罗刚, 谢永乐. 电路级栅氧短路故障的动态电流测试分析 . 电子科技大学学报, 2010, 39(1): 61-64. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.01.015
[9]	杨成韬, 李健雄, 许绍俊, 王锐, 张树人. 复合双压电层FBAR的建模与仿真 . 电子科技大学学报, 2009, 38(2): 301-304. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.02.34
[10]	张波, 邓小川, 陈万军, 李肇基. 宽禁带功率半导体器件技术 . 电子科技大学学报, 2009, 38(5): 618-623. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.018
[11]	李泽宏, 张磊, 谭开洲. 总剂量辐照加固的功率VDMOS器件 . 电子科技大学学报, 2008, 37(4): 621-623.
[12]	朱应敏, 贾建援, 樊康旗. MEMS器件平板运动空气阻尼研究 . 电子科技大学学报, 2007, 36(5): 965-968.
[13]	吴君, 王鲁豫. 平行带状线间加孔栅的抗耦合干扰技术研究 . 电子科技大学学报, 2006, 35(2): 257-260.
[14]	宫玉彬, 徐如清, 路志刚, 魏彦玉, 王冠军, 王文祥. 矩形栅慢波系统的理论与实验研究 . 电子科技大学学报, 2006, 35(3): 352-355.
[15]	卢凉, 杜平安, 秦东兴, 阎威. MEMS器件缩减模型建模方法研究 . 电子科技大学学报, 2006, 35(5): 841-843.
[16]	闫淑辉, 王秉中, 易春, 张秋菊. 基于时域有限差分法的电磁仿真软件研制 . 电子科技大学学报, 2004, 33(4): 353-356.
[17]	巫柳, 杨亚培, 周愚, 戴基智, 李晓惠. 共线声光器件中叉指换能器的频响分析 . 电子科技大学学报, 2003, 32(3): 321-323.
[18]	杨拥军, 陈福深. 城域CWDM系统的关键器件 . 电子科技大学学报, 2003, 32(3): 337-339.
[19]	谢绍义, 阳树宗, 陆荣鑫. 1.31μmAPE光波导及其相关器件研究 . 电子科技大学学报, 1997, 26(4): 420-425.
[20]	陈勇, 钟玲. 深亚微米MOS器件模型BSIM2及其参数提取 . 电子科技大学学报, 1997, 26(5): 487-491.

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小尺寸器件栅隧穿电流预测模型

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.02.031

1. 西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安 710071;

2. 佳木斯大学信息电子技术学院佳木斯 154007

基金项目:

部级预研基金

作者简介:
吴铁峰(1974-),男,博士生,主要从事集成电路系统设计方面的研究.

收稿日期: 2009-10-21
修回日期: 2010-06-18
刊出日期: 2011-04-15

中图分类号: TN386.1

关键词:

摘要: 针对具有超薄氧化层的MOS器件，使用积分方法，提出了一个新的栅隧穿电流与氧化层厚度关系的理论预测模型，在此基础上使用HSPICE对MOS器件的特性进行了详细的研究，并定量分析了器件的工作情况，预测了在栅隧穿电流的影响下小尺寸器件的特性变化趋势。使用BSIM 4模型进行仿真的结果与所提出的理论模型相符合。

English Abstract

吴铁峰, 张鹤鸣, 胡辉勇. 小尺寸器件栅隧穿电流预测模型[J]. 电子科技大学学报, 2011, 40(2): 312-316. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.02.031

引用本文:

吴铁峰, 张鹤鸣, 胡辉勇. 小尺寸器件栅隧穿电流预测模型[J]. 电子科技大学学报, 2011, 40(2): 312-316. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.02.031

WU Tie-feng, ZHANG He-ming, HU Hui-yong. Gate Tunneling Current Predicting Model for Scaled Devices[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2011, 40(2): 312-316. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.02.031

Citation:

WU Tie-feng, ZHANG He-ming, HU Hui-yong. Gate Tunneling Current Predicting Model for Scaled Devices[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2011, 40(2): 312-316. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.02.031

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