短通道金氧半電晶體的本質電容解析模式

Abstract

成功的金氧半電路時序或電路模擬，特別是在動態存取記憶電路和交換式電容電路 中，需要一個準確的本質電容模式。本論文使用三種方法來獲得短通道金氧半電晶 體的本質電容特性。首先介紹晶片上直接測量的方法。接著提出一個完整的短通道 金氧半電晶體本質電容數值模式，此一模式是由基本的電荷密度公式及準確的金氧 半電晶體元件模擬而得，且遵守電荷守恆、使用合理的通道電容劃分法、以及包含 了移動率和電場引起的二維效應。數值模擬的結果明確地顯示出二維效應和速度飽 和效應是造成短通道和長通道金氧半電晶體本質電容間差異的主要因素。最後，我 們提出一個經由金氧半電晶體表面電位和費米能階的解而得到的本質電容解析模式 ，結果可證明此一模式較BSIM的解析模式為佳，因新模式包含了短通道效應。此一 解析模式相當適合於超大型積體電路的時序或電路模擬上使用。