在超大型積體電路中之單離子佈植短路通道加強模式、金氧半場效電晶體的基片電流及抵穿電壓模型

Abstract

本文提出超大型積體電路中單離子佈植Ｎ一通道加強型金氧半場效電晶體之基片電流 特性及抵穿電壓的解析模型。 本文基本上分為兩大部份。在第一部份中，本文發展出基片電流的新解析模型，其中 經考慮離子佈植分佈及移動載子對表面電位的效應，空乏通道區的電場分佈亦由兩度 空間的泊松方程式解出。本文亦詳細測量一組測試鍵所製造之元件，並與模型計算出 來的結果作比較，發現對廣泛的通道長度、製程條件、及遍壓狀況均極吻合。因此， 本文所發展出來的基片電流模型能應用於超大型積體電路中之元件設計，並作為線路 分析所需之計算機輔助設計的工具。 在第二部份中，本文利用幾何分析法發展完成抵穿電壓的新解析模型，其中抵穿點的 深度被考慮成表面電位的函數，此種電位可經由表面條件之不同加以計算，諸如：表 面空乏，表面反層，表面聚積等情況。本文亦測量及分析同組測試鍵所製造出之元件 ，其中經由抵穿或累增效應所造成的崩潰電壓均加以區別。短通道元件所測得的抵穿 電壓數值與本文發展的模型亦作比較，並獲得甚佳的吻合。因此，本文所發展的抵穿 電壓模型亦可作為超大型積體電路中之短通道金氧半場效電晶體的設計指引。