Bsim3 学习笔记1

Posted 2020-08-27 秋水小战士

Normal short channel effects

The threshold voltage of a long channel device is independent of the channel length L and the drain voltage Vd .

Vth decreases as L decreases or Vd increases。

The dependence of Vth on L and Vds in short-channel devices cannot be ignored.

MOSFETs are normally designed with a Vth around 0.5V.

Reverse short channel effects

http://bbs.eetop.cn/thread-364983-1-1.html

在S和D靠近G的两边加上pocket，可以抑制短沟道效应，会使得VTH先随着L的变大到达一个峰值，然后开始随着L的增大而减小。

就算不加上pocket，短沟道自己也会产生达到峰值然后下降的效果，但是峰值与收敛值的差会比加了pocket的差大一些。

Normal narrow-width effects

http://baike.baidu.com/link?url=xW0BcuIgArZJ6HBnsRiu_8CBmb6whSZjfNoMYCurYO8m1_gvkzTRDOeBkJMsEHLCUlWiv7zScVZUH8gwmSsy1a

场氧和栅氧的区别：

http://bbs.eetop.cn/thread-447900-1-1.html

VTH随着沟道宽度的增加而减少

Reverse narrow-width effects

由于沟槽隔离（STI），会使得VTH随着沟道宽度的增加而增加，并最终收敛。

衬底偏压效应Body bias effect

http://baike.baidu.com/link?url=D1MA9AlXCF59tWw3QjwWisSfNeYGj1Kc4TmYy9NpDmGYDSM_GqxCL7Joxo3KfS0gHvczdM7iiHX3OKOcEcRI8K

衬偏电压就是为了防止MOSFET的场感应结以及源结和漏结发生正偏、而加在源-衬底之间的反向电压。

由于加了衬偏电压的缘故，会引起若干影响器件性能的现象和问题，这就是衬偏效应，又称为MOSFET的体效应。

平带电压效应bulk charge effect

http://www.baike.com/wiki/%E5%B9%B3%E5%B8%A6%E7%94%B5%E5%8E%8B

载流子速率Carrier mobility

http://baike.baidu.com/link?url=3_c7SmKL7DEodc17rCOBr9hw5lp8YLCuYzxJA7hpUClijIrQTxRnHOXqqJV5STOREKLW_9qNcmGcgEioiFmOFK

载流子速率有三个散射机制：

声子散射phonon scattering

库仑散射Coulomb scattering

表面粗糙度散射Surface roughness scattering

In general, mobility depends on many process

parameters and bias conditions such as the gate oxide thickness, doping concentration, threshold voltage, gate voltage and substrate voltage, etc.

速度饱和Velocity saturation

http://baike.baidu.com/link?url=munhKLZCSMdlW21j1Tmc1L84Om6wo_kXBG0KToRRoBUD3GITlicENZYkMyAi1mCM1lLN1NG84itXEo-7viuNqOwo3pnheParb17s-WUhRrz8LNsgIwY6i8q5S6laDJ7U4KO8PxhP4_rJJMhpnYW0Dq

 

Carrier saturation velocity is another important parameter that affects the characteristics of short channel MOSFETs.

碰撞电离产生衬底电流Substrate Current Due to Impact Ionization

在载流子迁移的时候，由于漏端的高电场会发生电子碰撞，会导致空穴被击飞，并穿过耗尽区到达衬底，使得衬底获得电势。

多晶硅栅耗尽 Polysilicon Gate depletion

当MOSFET的尺寸缩的非常小、栅极氧化层也变得非常薄时，例如现在的制程可以把氧化层缩到一纳米左右的厚度，一种过去没有发现的现象也随之产生，这种现象称为“多晶硅耗尽”。当MOSFET的反转层形成时，有多晶硅耗尽现象的MOSFET栅极多晶硅靠近氧化层处，会出现一个耗尽层（depletion layer），影响MOSFET导通的特性。要解决这种问题，金属栅极是最好的方案。目前可行的材料包括钽（Tantalum）、钨、氮化钽（Tantalum Nitride），或是氮化钛（Titalium Nitride）。这些金属栅极通常和高介电常数物质形成的氧化层一起构成MOS电容。另外一种解决方案是将多晶硅完全的合金化，称为FUSI（FUlly-SIlicide polysilicon gate）制程。

速度过冲效应Velocity Overshoot Effects

http://baike.baidu.com/link?url=_44Z0qKfUnPUFhJjnVefiETt3dY5MB8bAHE5U0mpldRQ5s6dfgZJ6sfJneU29R-oCi0no5fnjQbPJgZZ938v7_

就是载流子的漂移速度超过正常的定态漂移速度。

自发热效应self-heating effect？

沟道长度调制Channel Length Modulation?