论文部分内容阅读
与平面MOSFET相比,FinFET器件的3D结构散热有限,由于FinFET其Fin的结构而具有较差的散热条件,新型的沟道材料也会降低热导率。因此,自热效应在FinFET中比在平面技术中更明显。在电路应用中,器件温度的上升可以达到几十度,这会改变器件的实际温度,缩短器件的使用寿命,影响器件的性能和可靠性。当器件处于较高温度时,载流子饱和深度和迁移率会降低,因此自热对于工作的器件是不利的。自热还会导致温度分布不均匀,从而导致定时错误和可靠性降低。而模型是器件与电路设计之间的桥梁,因此表征器件的自热效应和建立相关模型是非常重要的。本文建立了FinFET小信号模型,对含自热效应的有源器件二端口网络参数理论和推导方法进行了扩展研究,并通过该理论建立能够表征自热效应的FinFET小信号模型,最后通过FinFET的实际测试数据来验证理论及模型。文章的主要工作如下:(1)阐述了MOSFET的器件的结构、工作机理和器件特性,介绍了非平面器件。另外对FinFET的制造、性能及其自热效应作了详细的介绍。(2)在深入研究传统MOSFET小信号模型的基础上,结合FinFET的衬底寄生、外部电阻寄生,建立了用于FinFET的小信号等效电路模型。给出了提取模型参数的方法。(3)通过理论分析,提出了表征FinFET自热效应的模型方法,并根据该理论建立了能够表征自热效应的FinFET小信号模型。同时提出了提取模型热参数的方法。(4)基于网络参数测试数据,对FinFET小信号模型参数以及热网络模型参数进行解析提取,通过对比模型的仿真和测试数据,验证了本文所提出的含自热效应的FinFET小信号模型的准确性和精度。