MOSFET陷阱辅助隧穿模型及其提取方法技术

本发明专利技术公开了一种MOSFET陷阱辅助隧穿模型，陷阱辅助隧穿电流为第一函数和第二函数的乘积；第一函数为与源栅边缘侧壁陷阱辅助隧穿相关的函数；第二函数为和漏极电流相关的函数；第一函数包括的参数包括3个，分别为：jtsswgs，njtsswgs，vtsswgs；jtsswgs为MOSFET的源极栅极边缘侧壁陷阱辅助的饱和电流；njtsswgs为MOSFET的源极栅极边缘侧壁陷阱辅助结的非理想因素；vtsswgs为MOSFET的源极栅极边缘侧壁陷阱辅助的电压参数；jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs分别具有温度相关函数项，各参数的温度相关函数项都展开为常数项、温度的一次项直至温度的n次项，常数项和各次项系数都为拟合参数。本发明专利技术公开了一种MOSFET陷阱辅助隧穿模型的提取方法。本发明专利技术能实现对不同温度下的器件拟合，提高模型精度。

【技术实现步骤摘要】
MOSFET陷阱辅助隧穿模型及其提取方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种MOSFET陷阱辅助隧穿模型。本专利技术还涉及一种MOSFET陷阱辅助隧穿模型的提取方法。
技术介绍
随着半导体制造技术的不断进步,CMOS工艺器件制造工艺已经发展到了纳米级，目前最小尺寸已经缩减到20纳米，而且10纳米的研发已经提上日程。随着制程的更新，对于器件的模型的要求就越来越高。一个精准的模型对于高技术的设计显得越来越重要。目前关于MOSFET陷阱辅助隧穿(trap-assistedtunneling)模型里面，被广泛应用的是一个标准化的模型，对于不同温度条件下的器件拟合只能做一些牺牲，这对于设计者而言是不利的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种MOSFET陷阱辅助隧穿模型，能实现对不同温度下的器件拟合，提高模型精度。为此，本专利技术还提供一种MOSFET陷阱辅助隧穿模型的提取方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的MOSFET陷阱辅助隧穿模型中陷阱辅助隧穿电流为第一函数和第二函数的乘积。所述第一函数为与源栅边缘侧壁陷阱辅助隧穿相关的函数；所述第二函数为和漏极电流相关的函数。所述第一函数包括的参数包括3个，分别为：jtsswgs，njtsswgs，vtsswgs。jtsswgs为MOSFET的源极栅极边缘侧壁陷阱辅助的饱和电流。njtsswgs为MOSFET的源极栅极边缘侧壁陷阱辅助结的非理想因素。vtsswgs为MOSFET的源极栅极边缘侧壁陷阱辅助的电压参数。jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs分别具有温度相关函数项。jtsswgs_t为jtsswgs的温度相关函数项，jtsswgs_t展开为常数项、温度的一次项直至温度的n次项，n为最高次数，从一次项到n次项的次数依次增加，jtsswgs_t的常数项和各次项系数都为拟合参数。njtsswgs_t为njtsswgs的温度相关函数项，njtsswgs_t展开为常数项、温度的一次项直至温度的n次项，从一次项到n次项的次数依次增加，njtsswgs_t的常数项和各次项系数都为拟合参数。vtsswgs_t为vtsswgs的温度相关函数项，vtsswgs_t展开为常数项、温度的一次项直至温度的n次项，从一次项到n次项的次数依次增加，vtsswgs_t的常数项和各次项系数都为拟合参数。进一步的改进是，n等于2。进一步的改进是，jtsswgs_t的各次项中的温度为器件温度值减去室温；njtsswgs_t的各次项中的温度为器件温度值减去室温；vtsswgs_t的各次项中的温度为器件温度值减去室温。进一步的改进是，jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs还分别具有尺寸相关函数项；jtsswgs由jtsswgs的尺寸相关函数项和温度相关函数项的乘积组成；njtsswgs由njtsswgs的尺寸相关函数项和温度相关函数项的乘积组成；vtsswgs由vtsswgs的尺寸相关函数项和温度相关函数项的乘积组成。进一步的改进是，jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs中的尺寸相关函数项的尺寸包括MOSFET的沟道区的长度和宽度。进一步的改进是，所述第一函数的公式为：其中，F(jtsswgs,njtsswgs,vtsswgs)表示所述第一函数，A为固定参数；Vbs表示衬底和源极之间的电压，Vth表示阈值电压。进一步的改进是，A为源极栅极边缘侧壁陷阱辅助结的有效宽度。为解决上述技术问题，本专利技术提供的MOSFET陷阱辅助隧穿模型的提取方法包括如下步骤：步骤一、设计不同尺寸的MOSFET。步骤二、测量所述MOSFET的数据，利用所述MOSFET的数据拟合得到所述第二函数。步骤三、所述MOSFET的数据中包括陷阱辅助隧穿电流的数据且所述陷阱辅助隧穿电流的数据中包括和器件工作温度相关的数据；利用和器件工作温度相关的数据进行曲线拟合得到所述第一函数的jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs的温度相关函数项的各拟合参数。进一步的改进是，：n等于2。进一步的改进是，jtsswgs_t的各次项中的温度为器件温度值减去室温；njtsswgs_t的各次项中的温度为器件温度值减去室温；vtsswgs_t的各次项中的温度为器件温度值减去室温。进一步的改进是，jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs还分别具有尺寸相关函数项；jtsswgs由jtsswgs的尺寸相关函数项和温度相关函数项的乘积组成；njtsswgs由njtsswgs的尺寸相关函数项和温度相关函数项的乘积组成；vtsswgs由vtsswgs的尺寸相关函数项和温度相关函数项的乘积组成。进一步的改进是，步骤三中，所述陷阱辅助隧穿电流的数据中还包括和器件尺寸相关的数据，在进行所述第一函数的jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs的温度相关函数项的各拟合参数拟合之前，还包括：将所述第一函数的jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs的温度相关函数项取固定值；利用和器件尺寸相关的数据进行曲线拟合得到所述第一函数的jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs的尺寸相关函数项中的拟合参数。进一步的改进是，jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs中的尺寸相关函数项的尺寸包括MOSFET的沟道区的长度和宽度。进一步的改进是，所述第一函数的公式为：其中，F(jtsswgs,njtsswgs,vtsswgs)表示所述第一函数，A为固定参数；Vbs表示衬底和源极之间的电压，Vth表示阈值电压。进一步的改进是，A为源极栅极边缘侧壁陷阱辅助结的有效宽度。本专利技术通过在MOSFET陷阱辅助隧穿模型的陷阱辅助隧穿电流的第一函数即与源栅边缘侧壁陷阱辅助隧穿相关的函数的3个参数中引入温度相关函数项且对温度相关函数项进行温度各各级项的展开，温度相关函数项的各级项的系数都为拟合参数且能通过拟合得到，所以，本专利技术能实现对不同温度下的器件拟合，提高模型精度，能更好的反应MOSFET器件在实际电路中的特性；本专利技术能在各种尺寸、各种偏压的MOSFET陷阱辅助隧穿模型中实现温度模型。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是本专利技术实施例MOSFET陷阱辅助隧穿模型的公式模块结构图。具体实施方式如图1所示，是本专利技术实施例MOSFET陷阱辅助隧穿模型1的公式模块结构图；本专利技术实施例MOSFET陷阱辅助隧穿模型1中陷阱辅助隧穿电流为第一函数和第二函数的乘积。陷阱辅助隧穿电流的公式如图1中的标记2对应的方框所示。所述第一函数为与源栅边缘侧壁陷阱辅助隧穿相关的函数；所述第二函数为和漏极电流相关的函数。所述第一函数包括的参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MOSFET陷阱辅助隧穿模型，其特征在于：MOSFET陷阱辅助隧穿模型中陷阱辅助隧穿电流为第一函数和第二函数的乘积；/n所述第一函数为与源栅边缘侧壁陷阱辅助隧穿相关的函数；所述第二函数为和漏极电流相关的函数；/n所述第一函数包括的参数包括3个，分别为：jtsswgs，njtsswgs，vtsswgs；/njtsswgs为MOSFET的源极栅极边缘侧壁陷阱辅助的饱和电流；/nnjtsswgs为MOSFET的源极栅极边缘侧壁陷阱辅助结的非理想因素；/nvtsswgs为MOSFET的源极栅极边缘侧壁陷阱辅助的电压参数；/njtsswgs、njtsswgs和vtsswgs分别具有温度相关函数项；/njtsswgs_t为jtsswgs的温度相关函数项，jtsswgs_t展开为常数项、温度的一次项直至温度的n次项，n为最高次数，从一次项到n次项的次数依次增加，jtsswgs_t的常数项和各次项系数都为拟合参数；/nnjtsswgs_t为njtsswgs的温度相关函数项，njtsswgs_t展开为常数项、温度的一次项直至温度的n次项，从一次项到n次项的次数依次增加，njtsswgs_t的常数项和各次项系数都为拟合参数；/nvtsswgs_t为vtsswgs的温度相关函数项，vtsswgs_t展开为常数项、温度的一次项直至温度的n次项，从一次项到n次项的次数依次增加，vtsswgs_t的常数项和各次项系数都为拟合参数。/n...

【技术特征摘要】
1.一种MOSFET陷阱辅助隧穿模型，其特征在于：MOSFET陷阱辅助隧穿模型中陷阱辅助隧穿电流为第一函数和第二函数的乘积；
所述第一函数为与源栅边缘侧壁陷阱辅助隧穿相关的函数；所述第二函数为和漏极电流相关的函数；
所述第一函数包括的参数包括3个，分别为：jtsswgs，njtsswgs，vtsswgs；
jtsswgs为MOSFET的源极栅极边缘侧壁陷阱辅助的饱和电流；
njtsswgs为MOSFET的源极栅极边缘侧壁陷阱辅助结的非理想因素；
vtsswgs为MOSFET的源极栅极边缘侧壁陷阱辅助的电压参数；
jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs分别具有温度相关函数项；
jtsswgs_t为jtsswgs的温度相关函数项，jtsswgs_t展开为常数项、温度的一次项直至温度的n次项，n为最高次数，从一次项到n次项的次数依次增加，jtsswgs_t的常数项和各次项系数都为拟合参数；
njtsswgs_t为njtsswgs的温度相关函数项，njtsswgs_t展开为常数项、温度的一次项直至温度的n次项，从一次项到n次项的次数依次增加，njtsswgs_t的常数项和各次项系数都为拟合参数；
vtsswgs_t为vtsswgs的温度相关函数项，vtsswgs_t展开为常数项、温度的一次项直至温度的n次项，从一次项到n次项的次数依次增加，vtsswgs_t的常数项和各次项系数都为拟合参数。


2.如权利要求1所述的MOSFET陷阱辅助隧穿模型，其特征在于：n等于2。


3.如权利要求1所述的MOSFET陷阱辅助隧穿模型，其特征在于：jtsswgs_t的各次项中的温度为器件温度值减去室温；
njtsswgs_t的各次项中的温度为器件温度值减去室温；
vtsswgs_t的各次项中的温度为器件温度值减去室温。


4.如权利要求1所述的MOSFET陷阱辅助隧穿模型，其特征在于：jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs还分别具有尺寸相关函数项；
jtsswgs由jtsswgs的尺寸相关函数项和温度相关函数项的乘积组成；
njtsswgs由njtsswgs的尺寸相关函数项和温度相关函数项的乘积组成；
vtsswgs由vtsswgs的尺寸相关函数项和温度相关函数项的乘积组成。


5.如权利要求4所述的MOSFET陷阱辅助隧穿模型，其特征在于：jtsswgs、njtsswgs和vtsswgs中的尺寸相关函数项的尺寸包括MOSFET的沟道区的长度和宽度。


6.如权利要求4所述的MOSFET陷阱辅助隧穿模型，其特征在于：所述第一函数的公式为：



其中，F(jtsswgs,njtsswgs,vtsswgs)表示所述第一函数，A为固定参数；Vbs表示衬底和源极之间的电压，Vth表示阈值电压。


7.如权利要求6所述的MOSFE...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑜，商干兵，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31