電路模擬用金氧半電晶體熱電子效應模式

Abstract

本研究描述一個具有一致性和計算效率的SPICE 模式, 它可以準確預測短通道LDD 金 氧半電晶體的汲極電流和由於熱電子導致元件特性衰退的基片電流特性。 在汲極電流模式中,LDD金氧半電晶體可視為本質金氧半電晶體串聯兩個外接電阻, 這 兩個外接電阻考慮汲極和源極間串聯電阻效應且在線性區為閘極和汲極電壓的函數。 此外, 本模式的全部參數可從實驗量測電流- 電壓特性中自動擷取, 臨限電壓和電流 -電壓模式和實驗結果比較甚為吻合且可適用於次微米通道長度的金氧半元件。 在基片電流模式中, 吾人發展出一個比發表過的論文更準確的基片電流模式經驗式。 因此, 可以很方便得以元件求得基片電流值估計熱電子導致的元件衰退。 吾人提出一個新的電流- 電壓參數漂移模式, 其兩個漂移關鍵參數分別為線性和飽和 區的0 和Ec, 這兩個參數為通道長度和閘極和汲極偏壓的函數, 本模式的準確度由比 較靜態加壓前後的電流- 電壓模式和實驗的結果來驗證。最后, 將發展的汲極和基片 電流模式置入SPICE2G.6 電路模擬器中, 再應用準靜態方法可模擬加壓前后的交流動 態波形, 在不同的工作週期和頻率的電流- 電壓模式與實驗的結果比較顯示相當吻合 。 總之, 吾人發展出來的汲極和基片電流模式電流- 電壓參數漂移模式和準靜態方法不 但簡單而且準確, 所以非常適合電路可靠性模擬器使用, 本電路可靠性模擬器可以幫 助超大型積體電路設計者評估和增進電路性能。