雙柵MOSFET的結(jié)構(gòu)與Spice模型研究.pdf

1、雙柵MOSFET是一種新型的高速度、低功耗MOS器件.與體硅MOSFET相比,雙柵MOSFET具有眾多優(yōu)點:如優(yōu)良的亞閾值特性、較高的等效載流子遷移率、較小的短溝道效應(yīng)、有效的抑制與消除寄生效應(yīng)以及較強的抗輻射能力等.由于漏源電流大、跨導(dǎo)高、延遲時間短,雙柵MOSFET非常適合高速度、低功耗的高頻電路.該論文的研究工作主要是進一步完善雙柵MOSFET電流模型,并以此為理論依據(jù),建立其Spice模型.同時還做了硅片背面減薄的工藝實驗.該論

2、文首先介紹了四種最新型的雙柵MOSFET結(jié)構(gòu).接著利用等電位近似電流模型結(jié)合跨導(dǎo)最大變化法推導(dǎo)了雙柵MOSFET的閾值電壓表達式,利用此表達式詳盡分析了雙柵MOSFET的閾值電壓特性,得到相關(guān)的特性曲線,最后驗證了雙柵MOSFET的弱反型機制.考慮到等電位近似電流模型僅適用于亞閾值區(qū)以及閾值電壓附近的偏置區(qū)域,我們以SOI MOSFET的電流模型為基礎(chǔ),用另一個柵極代替SOI MOSFET的襯底,同時利用雙柵MOSFET弱反型閾值電壓以

3、及硅膜電荷修正因子對模型進行修正,得到一個適用于所有偏置區(qū)的雙柵MOSFET電流模型.接著依據(jù)此優(yōu)化后的電流模型推導(dǎo)出雙柵MOSFET的節(jié)點電容以及節(jié)點電荷,并以SOI MOSFET的交流小信號電路圖為參考,畫出了雙柵MOSFET的等效電路圖.依據(jù)此交流小信號模型并運用Tspice中建立器件宏模型的方法,我們把雙柵MOSFET看成一個三節(jié)點二端口器件,求出多個取值點的節(jié)點電荷以及端口電流,建立了雙柵MOSFET的Tspice宏模型外部表