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(diǎn):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(qiáng)的抗輻射能力等.由于漏源電流大、跨導(dǎo)高、延遲時(shí)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(jìn)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(shí)還做了硅片背面減薄的工藝實(shí)驗(yàn).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(dá)式,利用此表達(dá)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(yàn)證了雙柵MOSFET的弱反型機(jī)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(gè)柵極代替SOI MOSFET的襯底,同時(shí)利用雙柵MOSFET弱反型閾值電壓以

3、及硅膜電荷修正因子對(duì)模型進(jìn)行修正,得到一個(gè)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(diǎn)電容以及節(jié)點(diǎn)電荷,并以SOI MOSFET的交流小信號(hào)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(hào)模型并運(yùn)用Tspice中建立器件宏模型的方法,我們把雙柵MOSFET看成一個(gè)三節(jié)點(diǎn)二端口器件,求出多個(gè)取值點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電荷以及端口電流,建立了雙柵MOSFET的Tspice宏模型外部表