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UTBB SOI MOSFETs短沟道效应抑制技术
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作者 李曼 张淳棠 +3 位作者 刘安琪 姚佳飞 张珺 郭宇锋 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2023年第5期392-400,共9页
随着栅极长度、硅膜厚度以及埋氧层厚度的减小,MOS器件短沟道效应变得越来越严峻。本文首先给出了决定全耗尽绝缘体上硅短沟道效应的三种机制;然后从接地层、埋层工程、沟道工程、源漏工程、侧墙工程和栅工程等六种工程技术方面讨论了... 随着栅极长度、硅膜厚度以及埋氧层厚度的减小,MOS器件短沟道效应变得越来越严峻。本文首先给出了决定全耗尽绝缘体上硅短沟道效应的三种机制;然后从接地层、埋层工程、沟道工程、源漏工程、侧墙工程和栅工程等六种工程技术方面讨论了为抑制短沟道效应而引入的不同UTBB SOI MOSFETs结构,分析了这些结构能够有效抑制短沟道效应(如漏致势垒降低、亚阈值摆幅、关态泄露电流、开态电流等)的机理;而后基于这六种技术,对近年来在UTBB SOI MOSFETs短沟道效应抑制方面所做的工作进行了总结;最后对未来技术的发展进行了展望。 展开更多
关键词 UTBB soi mosfets 短沟道效应 漏致势垒降低 埋氧层厚度
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引入射频诱导效应的BCT PD-SOI MOSFET建模技术研究 被引量:1
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作者 黎莹 王军 《电子元件与材料》 CAS 北大核心 2023年第3期347-353,共7页
为了精确模拟高漏源电压(V_(DS))条件下体接触(Body Contact,BCT)部分耗尽型(Partial Depletion,PD)绝缘体上硅(Silicon-on-Insulator,SOI)MOSFET器件的异常射频诱导效应,建立了一个基于碰撞电离和寄生BJT机理的RL网络模型。首先分析了S... 为了精确模拟高漏源电压(V_(DS))条件下体接触(Body Contact,BCT)部分耗尽型(Partial Depletion,PD)绝缘体上硅(Silicon-on-Insulator,SOI)MOSFET器件的异常射频诱导效应,建立了一个基于碰撞电离和寄生BJT机理的RL网络模型。首先分析了SCBE模型的体区输出导纳参数,并利用该参数的解析式推导出一种电阻与电感串联的网络拓扑;然后基于直接提取法准确提取RL网络模型的参数;最后,通过仿真得出S21、S22参数分别在史密斯圆图的下半圆和上半圆按顺时针旋转的现象,同时在0.01~20 GHz范围内模型模拟的S参数与实测的S参数的相对误差为2.1%,验证了RL网络模型的有效性和准确性。 展开更多
关键词 BCT PD-soi mosfet 小信号等效电路 射频诱导效应 S参数
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Analytical workload dependence of self-heating effect for SOI MOSFETs considering two-stage heating process
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作者 李逸帆 倪涛 +13 位作者 李晓静 王娟娟 高林春 卜建辉 李多力 蔡小五 许立达 李雪勤 王润坚 曾传滨 李博 赵发展 罗家俊 韩郑生 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第9期522-529,共8页
Dynamic self-heating effect(SHE)of silicon-on-insulator(SOI)MOSFET is comprehensively evaluated by ultrafast pulsed I-V measurement in this work.It is found for the first time that the SHE complete heating response an... Dynamic self-heating effect(SHE)of silicon-on-insulator(SOI)MOSFET is comprehensively evaluated by ultrafast pulsed I-V measurement in this work.It is found for the first time that the SHE complete heating response and cooling response of SOI MOSFETs are conjugated,with two-stage curves shown.We establish the effective thermal transient response model with stage superposition corresponding to the heating process.The systematic study of SHE dependence on workload shows that frequency and duty cycle have more significant effect on SHE in first-stage heating process than in the second stage.In the first-stage heating process,the peak lattice temperature and current oscillation amplitude decrease by more than 25 K and 4%with frequency increasing to 10 MHz,and when duty cycle is reduced to 25%,the peak lattice temperature drops to 306 K and current oscillation amplitude decreases to 0.77%.Finally,the investigation of two-stage(heating and cooling)process provides a guideline for the unified optimization of dynamic SHE in terms of workload.As the operating frequency is raised to GHz,the peak temperature depends on duty cycle,and self-heating oscillation is completely suppressed. 展开更多
关键词 self-heating effect(SHE) silicon-on-insulator(soi)mosfets thermal transient response WORKLOAD
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Distortion Behavior for SOI MOSFET
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作者 张国艳 黄如 +1 位作者 张兴 王阳元 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期809-812,共4页
Distortion analysis of SOI MOS transistor is presented.By the power series method,the distortion behaviors of FD (fully depleted) and RC (recessed channel) SOI MOS transistor configurations are investigated.It is show... Distortion analysis of SOI MOS transistor is presented.By the power series method,the distortion behaviors of FD (fully depleted) and RC (recessed channel) SOI MOS transistor configurations are investigated.It is shown that the distortion figures deteriorate with the scaling down of channel length,and the RC SOI device shows better distortion performance than the FD SOI device.At the same time,the experimental data show that the ineffective body contact can lead to an increase of the harmonic amplitude due to the bulk resistance.The presented results give an intuitive knowledge for the design of low distortion mixed signal integrated system. 展开更多
关键词 distortion behavior power series method soi mosfet
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杂质纵向高斯分布UTBB-SOI MOSFET的虚拟阴极阈值电压解析模型
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作者 韦素芬 陈红霞 +2 位作者 李诗勤 黄长斌 刘璟 《集美大学学报(自然科学版)》 CAS 2021年第5期472-480,共9页
采用Sentaurus Process工艺仿真工具,验证了超薄硅膜内单次纵向离子注入并快速热退火后所实现的轻掺杂杂质分布符合高斯规律。设计杂质纵向高斯分布的轻掺杂纳米UTBB-SOI MOSFET,用虚拟阴极处反型载流子浓度来定义阈值电压的方法,为器... 采用Sentaurus Process工艺仿真工具,验证了超薄硅膜内单次纵向离子注入并快速热退火后所实现的轻掺杂杂质分布符合高斯规律。设计杂质纵向高斯分布的轻掺杂纳米UTBB-SOI MOSFET,用虚拟阴极处反型载流子浓度来定义阈值电压的方法,为器件建立二维阈值电压解析模型。通过与Sentaurus Device器件仿真结果对比分析,发现:阈值电压模型能准确预测器件在不同掺杂、器件厚度和偏置电压下的阈值电压,正确反映器件的背栅效应,其模拟结果与理论模型相符。 展开更多
关键词 UTBB-soi mosfet 高斯分布 虚拟阴极 阈值电压
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An Analytical Threshold Voltage Model for Fully Depleted SOI MOSFETs
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作者 李瑞贞 韩郑生 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期2303-2308,共6页
A new two-dimensional (2D) analytical model for the threshold-voltage of fully depleted SOI MOSFETs is derived. The 2D potential distribution functions in the active layer of the devices are obtained through solving... A new two-dimensional (2D) analytical model for the threshold-voltage of fully depleted SOI MOSFETs is derived. The 2D potential distribution functions in the active layer of the devices are obtained through solving the 2D Poisson's equation. The minimum of the potential at the oxide-Si layer interface is used to monitor the threshold voltage of the SOI MOSFETs. This model is verified by its excellent agreement with MEDICI simulation using SOI MOSFETs with different gate lengths,gate oxide thicknesses,silicon film thicknesses,and channel doping concentrations. 展开更多
关键词 fully depleted soi mosfets surface potential threshold voltage
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源区浅结SOI MOSFET的辐照效应模拟 被引量:9
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作者 赵洪辰 海潮和 +1 位作者 韩郑生 钱鹤 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期735-740,共6页
研究了源区浅结的不对称SOIMOSFET对浮体效应的改善 ,模拟了总剂量、抗单粒子事件 (SEU)、瞬时辐照效应以及源区深度对抗辐照性能的影响 .这种结构器件的背沟道抗总剂量能力比传统器件有显著提高 ,并且随着源区深度的减小 ,抗总剂量辐... 研究了源区浅结的不对称SOIMOSFET对浮体效应的改善 ,模拟了总剂量、抗单粒子事件 (SEU)、瞬时辐照效应以及源区深度对抗辐照性能的影响 .这种结构器件的背沟道抗总剂量能力比传统器件有显著提高 ,并且随着源区深度的减小 ,抗总剂量辐照的能力不断加强 .体接触不对称结构的抗SEU和瞬时辐照能力优于无体接触结构和传统结构器件 。 展开更多
关键词 源区浅结 不对称soi mosfet 辐照效应
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短沟道SOI MOSFET总剂量辐照效应模型 被引量:2
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作者 万新恒 甘学温 +2 位作者 张兴 黄如 王阳元 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第9期1154-1159,共6页
报道了一个含总剂量辐照效应的 SOI MOSFET统一模型 .该模型能自动计入体耗尽条件 ,不需要分类考虑不同膜厚时的情况 .模型计算结果与实验吻合较好 .该模型物理意义明确 ,参数提取方便 ,适合于抗辐照 SOI器件与电路的模拟 .
关键词 soi mosfet 总剂量辐照效应模型 场效应晶体管
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异质栅非对称Halo SOI MOSFET亚阈值电流模型 被引量:2
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作者 栾苏珍 刘红侠 +1 位作者 贾仁需 王瑾 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期746-750,共5页
在沟道源端一侧引入高掺杂Halo结构的异质栅SOI MOSFET,可以有效降低亚阈值电流.通过求解二维泊松方程,为该器件建立了亚阈值条件下的表面势模型.利用常规漂移-扩散理论,在表面势模型的基础上,推导出新结构器件的亚阈值电流模型.为了求... 在沟道源端一侧引入高掺杂Halo结构的异质栅SOI MOSFET,可以有效降低亚阈值电流.通过求解二维泊松方程,为该器件建立了亚阈值条件下的表面势模型.利用常规漂移-扩散理论,在表面势模型的基础上,推导出新结构器件的亚阈值电流模型.为了求解简单,文中给出了一种分段近似方法,从而得到表面势的解析表达式.结果表明,所得到的表面势解析表达式和确切解的结果高度吻合.二维器件数值模拟器ISE验证了通过表面势解析表达式得到的亚阈值电流模型,在亚阈值区二者所得结果吻合得很好. 展开更多
关键词 异质栅 soi mosfet 亚阈值电流 二维解析模型
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Effect of an Asymmetric Doping Channel on Partially Depleted SOI MOSFETs
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作者 唐俊雄 唐明华 +3 位作者 杨锋 张俊杰 周益春 郑学军 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1070-1074,共5页
Asymmetric doping channel (AC) partially depleted (PD) silicon-on-insulator (SOI) devices are simulated using two-dimensional simulation software. The electrical characteristics such as the output characteristic... Asymmetric doping channel (AC) partially depleted (PD) silicon-on-insulator (SOI) devices are simulated using two-dimensional simulation software. The electrical characteristics such as the output characteristics and the breakdown voltage are studied in detail. Through simulations,it is found that the AC PD SOI device can suppress the floating effects and improve the breakdown characteristics over conventional partially depleted silicon-on-insulator devices. Also compared to the reported AC FD SOI device,the performance variation with device parameters is more predictable and operable in industrial applications. The AC FD SO1 device has thinner silicon film, which causes parasitical effects such as coupling effects between the front gate and the back gate and hot electron degradation effects. 展开更多
关键词 AC PD soi mosfets output characteristics breakdown voltage
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适用于数模混合集成的SOI MOSFET的失真分析 被引量:1
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作者 张国艳 廖怀林 +3 位作者 黄如 Mansun CHAN 张兴 王阳元 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期232-235,共4页
本文较为详细地分析了SOIMOSFET的失真行为 .利用幂级数方法对不同结构包括部分耗尽PD、全耗尽FD和体接触BC的SOI器件的谐波失真进行了对比性的实验研究 .同时 ,在实验分析的基础上提出了描述失真行为的连续的SOIMOSFET失真模型 .该模... 本文较为详细地分析了SOIMOSFET的失真行为 .利用幂级数方法对不同结构包括部分耗尽PD、全耗尽FD和体接触BC的SOI器件的谐波失真进行了对比性的实验研究 .同时 ,在实验分析的基础上提出了描述失真行为的连续的SOIMOSFET失真模型 .该模型通过引入平滑函数和主要的影响失真的物理机制 ,使得模拟计算结果能够与实验结果较好的吻合 .本文所得到的结果可用于低失真的数模混合电路的设计 ,并对低失真电路的优化提供指导方向 . 展开更多
关键词 场效应晶体管 数模混合集成 失真分析 soi mosfet
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0.5μm部分耗尽SOI MOSFET中的寄生双极效应 被引量:1
12
作者 洪根深 顾爱军 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期131-134,共4页
0.5μm部分耗尽SOI MOSFET的寄生双极效应严重影响了SOI器件和电路的抗单粒子和抗瞬态γ辐射能力。文中显示,影响0.5μm部分耗尽SOI NMOSFET寄生的双极器件特性的因素很多,包括NMOSFET的栅上电压、漏端电压和体接触等,尤其以体接触最为... 0.5μm部分耗尽SOI MOSFET的寄生双极效应严重影响了SOI器件和电路的抗单粒子和抗瞬态γ辐射能力。文中显示,影响0.5μm部分耗尽SOI NMOSFET寄生的双极器件特性的因素很多,包括NMOSFET的栅上电压、漏端电压和体接触等,尤其以体接触最为关键。在器件处于浮体状态时,0.5μm SOI NMOSFET的寄生双极器件很容易被触发,导致单管闭锁。因此,在设计抗辐射SOI电路时,需要尽量降低SOI NMOSFET寄生双极效应,以提高电路的抗单粒子和抗瞬态γ辐射能力。 展开更多
关键词 绝缘体上硅 金属氧化物半导体场效应晶体管 双极效应 NPN晶体管 抗辐射
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短沟道SOI MOSFET栅结构研究与进展 被引量:1
13
作者 曹寒梅 杨银堂 +1 位作者 朱樟明 刘莉 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期180-184,共5页
 系统比较了几种不同栅结构短沟道SOIMOSFET的性能,包括短沟道效应、电流驱动能力、器件尺寸等特性,获得了栅的数目与短沟道SOI器件的性能成正比的结论。介绍了两种新的短沟道SOI器件栅结构:Π栅和Ω栅,指出了短沟道SOIMOSFET栅结构的...  系统比较了几种不同栅结构短沟道SOIMOSFET的性能,包括短沟道效应、电流驱动能力、器件尺寸等特性,获得了栅的数目与短沟道SOI器件的性能成正比的结论。介绍了两种新的短沟道SOI器件栅结构:Π栅和Ω栅,指出了短沟道SOIMOSFET栅结构的发展方向。 展开更多
关键词 短沟道mosfet soi 栅结构 半导体器件
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深亚微米SOI MOSFET低压热载流子效应研究 被引量:2
14
作者 颜志英 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期90-93,共4页
 当器件尺寸进入深亚微米后,SOIMOS集成电路中的N沟和P沟器件的热载流子效应引起的器件退化已不能忽视。通过分别测量这两种器件的跨导、阈值电压等参数的退化与应力条件的关系,分析了这两种器件的退化规律,对这两种器件的热载流子退...  当器件尺寸进入深亚微米后,SOIMOS集成电路中的N沟和P沟器件的热载流子效应引起的器件退化已不能忽视。通过分别测量这两种器件的跨导、阈值电压等参数的退化与应力条件的关系,分析了这两种器件的退化规律,对这两种器件的热载流子退化机制提出了合理的解释。并模拟了在最坏应力条件下,最大线性区跨导Gmmax退化与漏偏压应力Vd的关系,说明不同沟长的器件在它们的最大漏偏压以下时,能使Gmmax的退化小于10%。 展开更多
关键词 soi mosfet 热载流子效应 器件损伤
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一个解析的适用于短沟SOI MOSFET’s的高频噪声模型
15
作者 张国艳 廖怀林 +3 位作者 黄如 Mansun chan 张兴 王阳元 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1601-1604,共4页
提出了一个新的解析的适用于SOIMOSFET’s的高频噪声模型 .该模型通过耦合能量平衡方程克服了以往噪声模型所具有的缺点 ,并对短沟SOI器件的噪声给出精确地描述 .同时 ,利用该模型可以容易地计算出相对于最小噪声值处的优化的栅源电压 ... 提出了一个新的解析的适用于SOIMOSFET’s的高频噪声模型 .该模型通过耦合能量平衡方程克服了以往噪声模型所具有的缺点 ,并对短沟SOI器件的噪声给出精确地描述 .同时 ,利用该模型可以容易地计算出相对于最小噪声值处的优化的栅源电压 ,为低噪声的电路设计提供优化的设计方向 .由于该噪声模型的简单性 ,可以很方便地将模型植入电路模拟器如SPICE中完成电路设计 . 展开更多
关键词 soi mosfet's 高频噪声 模型 短沟soi器件 热噪声
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全耗尽SOI MOSFET辐照导致的阈值电压漂移模型
16
作者 万新恒 张兴 +3 位作者 谭静荣 高文钰 黄如 王阳元 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第11期1519-1521,共3页
报道了全耗尽SOIMOSFET器件阈值电压漂移与辐照剂量和辐照剂量率之间的解析关系 .模型计算结果与实验吻合较好 .该模型物理意义明确 ,参数提取方便 ,适合于低辐照总剂量条件下的加固SOI器件与电路的模拟 .讨论了抑制阈值电压漂移的方法 ... 报道了全耗尽SOIMOSFET器件阈值电压漂移与辐照剂量和辐照剂量率之间的解析关系 .模型计算结果与实验吻合较好 .该模型物理意义明确 ,参数提取方便 ,适合于低辐照总剂量条件下的加固SOI器件与电路的模拟 .讨论了抑制阈值电压漂移的方法 .结果表明 ,对于全耗尽SOI加固工艺 ,辐照导致的埋氧层 (BOX)氧化物电荷对前栅的耦合是影响前栅阈值电压漂移的主要因素 ,但减薄埋氧层厚度并不能明显提高SOIMOSFET的抗辐照性能 . 展开更多
关键词 soi mosfet 阈值电压漂移模型 场效应晶体管
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深亚微米全耗尽SOI MOSFET参数提取方法的研究
17
作者 高勇 冯松 杨媛 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期133-137,共5页
基于BSIMSOI对深亚微米全耗尽SOI MOSFET参数提取方法进行了研究,提出一种借助ISE器件模拟软件进行参数提取的方法。该方法计算量小,参数提取效率高,不需要进行繁琐的器件数学建模,易于推广。将该方法提出的模型参数代入HSPICE进行仿真... 基于BSIMSOI对深亚微米全耗尽SOI MOSFET参数提取方法进行了研究,提出一种借助ISE器件模拟软件进行参数提取的方法。该方法计算量小,参数提取效率高,不需要进行繁琐的器件数学建模,易于推广。将该方法提出的模型参数代入HSPICE进行仿真,模拟结果与实验数据相吻合,证明了这种方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 深亚微米 绝缘体上硅 金属氧化物半导体场效应晶体管 参数提取
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Analytical Modeling of Dual Material Gate SOI MOSFET with Asymmetric Halo
18
作者 LI Zun-chao JIANG Yao-lin ZHANG Li-li 《Journal of China University of Mining and Technology》 EI 2006年第3期308-311,共4页
A dual material gate silicon-on-insulator MOSFET with asymmetrical halo is presented to improve short channel effect and carder transport efficiency for the first time. The front gate consists of two metal gates with ... A dual material gate silicon-on-insulator MOSFET with asymmetrical halo is presented to improve short channel effect and carder transport efficiency for the first time. The front gate consists of two metal gates with different work functions by making them contacting laterally, and the channel is more heavily doped near the source than in the rest. Using a three-region polynomial potential distribution and a universal boundary condition, a two-dimensional analytical model for the fully depleted silicon-on-insulator MOSFET is developed based on the explicit solution of two-dimensional Poisson's equation. The model includes the calculation of potential distribution along the channel and subthreshold current. The performance improvement of the novel silicon-on-insulator MOSFET is examined and compared with the traditional silicon-on-insulator MOSFET using the analytical model and two-dimensional device simulator MEDICI. It is found that the novel silicon-on-insulator MOSFET could not only suppress short channel effect, but also increase cartier transoort efficiency noticeably. The derived analytical model agrees well with MEDICI. 展开更多
关键词 soi mosfet dual material gate subthreshold current surface potential
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PD SOI MOSFET低频噪声研究进展 被引量:1
19
作者 范雪梅 毕津顺 +1 位作者 刘梦新 杜寰 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期817-822,共6页
随着器件尺寸的不断减小,PD SOI器件的低频噪声特性对电路稳定性的影响越来越大。研究了PD SOI器件低频过冲噪声现象,分析了此类器件在发生浮体效应、栅致浮体效应以及前背栅耦合效应时低频过冲噪声的产生机理及影响因素。最后指出,可... 随着器件尺寸的不断减小,PD SOI器件的低频噪声特性对电路稳定性的影响越来越大。研究了PD SOI器件低频过冲噪声现象,分析了此类器件在发生浮体效应、栅致浮体效应以及前背栅耦合效应时低频过冲噪声的产生机理及影响因素。最后指出,可以通过添加体接触或将PD SOI器件改进为双栅结构,达到有效抑制低频过冲噪声的目的。 展开更多
关键词 PD soi mosfet 低频噪声 浮体效应 前背栅耦合效应
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SOI MOSFET自加热效应测试方法 被引量:1
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作者 王娟娟 曾传滨 +4 位作者 李江江 倪涛 李晓静 李多力 罗家俊 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第2期164-168,共5页
为研究自加热效应对绝缘体上硅(SOI)MOSFET漏电流的影响,开发了一种可同时探测20 ns时瞬态漏源电流-漏源电压(Ids-Vds)特性和80μs时直流静态Ids-Vds特性的超快脉冲I-V测试方法。将被测器件栅漏短接、源体短接后串联接入超快脉冲测试系... 为研究自加热效应对绝缘体上硅(SOI)MOSFET漏电流的影响,开发了一种可同时探测20 ns时瞬态漏源电流-漏源电压(Ids-Vds)特性和80μs时直流静态Ids-Vds特性的超快脉冲I-V测试方法。将被测器件栅漏短接、源体短接后串联接入超快脉冲测试系统,根据示波器在源端采集的电压脉冲的幅值计算漏电流受自加热影响的动态变化过程。选取体硅NMOSFET和SOI NMOSFET进行验证测试,并对被测器件的温度分布进行仿真,证实该方法用于自加热效应的测试是准确有效的,能为建立准确的器件模型提供数据支撑。采用该方法对2μm SOI工艺不同宽长比的NMOSFET进行测试,结果表明栅宽相同的器件,栅长越短,自加热现象越明显。 展开更多
关键词 超快脉冲测试方法 自加热效应 绝缘体上硅(soi) mosfet 温度分布
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