40nm金属氧化物半导体场效应晶体管感应栅极噪声及互相关噪声频率与偏置依赖性建模

用于低功耗、混合信号及高频领域的CMOS技术的缩比进展,表明其最佳的高频性能已从低中反区转移至弱反区.高频噪声模型是射频与毫米波电路设计的先决条件,是纳米级金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)噪声分析的重要基础.本文基于40 nm MOSFET的器件物理结构,并结合漂移-扩散方程和电荷守恒定律,提出了基于物理的高频感应栅极电流噪声模型及其与漏极电流噪声的互相关噪声模型,以此来统一表征噪声从弱反区到强反区的频率与偏置依赖性.本文通过将有效栅极过载引入高频噪声模型中,使得统一模型具有良好的准确性、连续性和平滑性.最后,通过所建模型的仿真结果与实验结果的数据比较,验证了本文所建模型的准确性及其对长沟道器件在强反区的适用性.

纳米级MOSFET衬底电流的偏置依赖性建模

衬底电流是纳米级MOSFET电学性质分析的重要基础,也是集成电路设计的先决条件。建立精确的衬底电流模型是分析MOSFET器件及电路可靠性和进行电路设计所必需的。基于热载流子效应建立了一个常规结构纳米级MOSFET衬底电流的解析模型,并将模型的仿真结果与实验结果相比较,验证了模型的准确性。同时对衬底电流与沟道长度和偏置电压的关系进行了分析研究,结果表明,衬底电流具有显著的沟道长度与偏置依赖性。