纳米双栅MOSFETs的量子格林函数模拟

采用一种量子动力学模型研究纳米MOSFET(场效应管)电流特性.该模型基于二维NEGF(非平衡格林函数)方程和Poisson方程自洽全量子数值解.使用该方法研究了纳米双栅MOSFET结构尺寸对电流特性的影响.模拟结果显示:越细长的沟道,器件的短沟效应越弱,器件的亚阈值斜率随栅氧化层增厚而加大.另外,通过分析器件不同区域的散射自能效应,得出减缓纳米双栅MOSFET电流性能下降的途径.所用模型具有概念清晰,求解稳定等特点.作为多体量子模型,本方法可应用于一维量子线及量子点阵列所构成的纳米器件,并有望在纳米MOSFET器件设计中得以应用.

减少纳米MOS器件栅电流的研究分析

采用Schro¨dinger-Poisson方程自洽全量子求解法研究了MOS器件不同介质材料和栅结构栅电流,该模型对栅电流中的三维电流成分用行波统一地计算;对二维栅电流成分通过反型层势阱中准束缚态的隧穿率计算。模拟得出栅极电流与实验结果符合。研究结果表明,采用高k栅介质材料、p-MOSFET或双栅结构对栅电流的减少有明显的作用,这一结果可望对器件性能作出预计并对其研制提供指导。

Modeling of Gate Tunneling Current for Nanoscale MOSFETs with High-k Gate Stacks

A quantum model based on solutions to the Schrodinger-Poisson equations is developed to investigate the device behavior related togate tunneling current for nanoscale MOSFETs with high-k gate stacks. This model can model various MOS device structures with combinations of high-k dielectric materials and multilayer gate stacks,revealing quantum effects on the device performance. Comparisons are made for gate current behavior between nMOSFET and pMOSFET high- k gate stack structures. The results presented are consistent with experimental data, whereas a new finding for an optimum nitrogen content in HfSiON gate dielectric requires further experimental verifications.

基于氧化铪的高k栅介质纳米MOSFET栅电流模型

运用一种全量子模型研究基于氧化铪的高k栅介质纳米MOSFET栅电流,该方法特别适用于高k栅介质纳米MOS器件,还能用于多层高k栅介质纳米MOS器件。使用该方法研究了基于氧化铪高k介质氮含量等元素对栅极电流的影响。结果显示,为最大限度减少MOS器件的栅电流,需要优化介质中氮含量、铝含量。

高k介质纳米MOSFET栅电流和电容模型

介绍了一种纳米MOSFET(场效应管)栅电流和电容的统一模型,该模型基于Schr d inger-Poisson方程自洽全量子数值解,特别适用于高k栅介质和多层高k栅介质纳米MOSFET。运用该方法计算了各种结构和材料高k介质的MOSFET栅极电流,并进行了分析比较。模拟得出栅极电流和电容与实验结果符合。