导读:本文包含了隧穿电流论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:电流,模型,栅极,应变,器件,表面,连续性。
隧穿电流论文文献综述
许鑫川[1]（2016）在《面向亚微米工艺的PSP模型栅极隧穿电流效应自洽性修正》一文中研究指出随着金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)器件的尺寸不断缩小,漏电流(Leakage Current)对器件功耗及性能的影响也越来越大,使得半导体工艺技术、器件设计及集成电路设计面临诸多挑战。研究者不断地提出更优的MOSFET器件紧凑模型(Compact Model),来对MOSFET的输出特性及漏电流进行物理描述,希望借此优化与完善半导体器件设计,尽可能地减小漏电流对器件性能及功耗的影响。目前较先进的MOSFET紧凑模型是基于表面势的PSP模型。该模型的核心是以沟道表面的电势为变量,对器件的各项电学特性进行物理意义上的建模。表面势模型在MOSFET沟道上的建模,是具有非自洽性的,即以表面势在沟道方向上的平均值在沟道任意位置上进行电学特性的建模,使得沟道电流在沿沟道方向恒定,因此PSP模型是具有高计算效率及精度的紧凑模型。而在非线性物理效应越来越显着的小尺寸技术节点,电流在沟道方向上是否恒定,需要进行重新考虑。在90nm节点以下工艺中,MOSFET管栅极氧化层的厚度将小于1.4nm。随着氧化层变薄,沟道中的载流子隧穿经过氧化层势垒并进入栅极的几率增大,该隧穿电流对MOSFET沟道电流的影响也随之增大,从而影响了器件的性能及可靠性。而我们知道,小尺寸MOSFET管中,在沟道方向的表面势电压值是不同的。这就导致了在沟道不同位置上,栅极隧穿电流效应对沟道电流的影响是不同的。基于表面势的PSP模型假定在沟道方向上栅极隧穿电流效应对沟道电流的影响是相同的。该假定虽然有利于采用一阶近似从而简化计算栅极隧穿电流与沟道电流的连续性方程,但其结果是非自洽性。因此,该模型在一定的偏置电压范围内并不适用描述亚微米工艺的集成电路中栅极氧化层的变薄导致的隧穿电流效应。本文提出了 一种考虑栅极隧穿电流效应对沟道电流的影响的自洽性修正判定模型。本模型通过栅极隧穿电流与沟道电流连续性方程的级数展开近似解,推导出栅极隧穿电流效应下,MOSFET表面势在沟道位置上的高阶项。利用对称线性化方法中的表面势与沟道位置的一阶关系及其泰勒展开,推导出电流连续性方程展开式的高阶项系数。通过二阶系数是否大于一阶系数,来判定PSP模型的电流在沟道任意位置的恒定近似的有效偏置范围。通过实验研究表明,较小衬底偏压及漏端偏压时,存在栅压大于4.5V的偏置范围,使得表面势关于沟道位置的高阶项大于低阶项,隧穿电流对沟道电流的影响较大。(本文来源于《福州大学》期刊2016-06-01）
高健[2]（2015）在《碳基场效应管的隧穿电流及其对逻辑电路的影响》一文中研究指出首先,采用一种量子力学模型研究纳米碳基场效应管电流特性,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。结合器件的工作原理,研究基于栅工程和沟道工程技术的碳基场效应管输运特性。其次,在器件电学特性研究的基础上,将研究范围扩展至电路,分析采用栅工程和沟道工程碳基场效应晶体管构建的电路性能。最后,研究场效应晶体管栅极隧穿电流对与门电路逻辑操作的影响。主要研究内容如下:(1)研究基于沟道工程和栅工程技术构建纳米碳基场效应管的输运特性。基于多体量子NEGF方法,研究了异质栅和沟道轻掺杂纳米碳基器件的沟道电流特性,研究结果表明,碳基器件具有与一般场效应管类似的共性:如栅长减小,DIBL效应增大;栅氧厚度的减小能提高器件亚阈特性。与普通单栅相比,异质栅结合沟道轻掺杂器件不仅具有更优的栅控能力,能更好地抑制短沟道效应,具有更低的泄漏电流、更高的电流开关比。另外,在量子输运模型基础上,讨论碳基器件载流子输运特性,探索接近最终缩小极限的器件设计理论问题,并以国际半导体技术发展指南(ITRS’10)提出的2016-2024年晶体管指标为目标参量,进行新器件结构的工程设计优化。(2)在器件电学特性的基础上,基于Verilog-A查找表模型,利用HSPICE分析几种新型结构器件所构建电路,包括基于异质栅结合沟道轻掺杂CNTFET反相器(LHCINV)和6管的静态随机存储器(LHCSRAMs)的电学特性。结果表明,LHCINV具有较低的上升和下降延迟,较低的功耗和功耗延迟积(PDP)。LHCSRAMs具有较低的写数据延迟,较低的功耗和PDP。(3)利用薛定谔方程求解场效应管的栅极隧穿电流,利用查找表模型的HSPICE分析发现,器件氧化层栅极隧穿电流会对电路的逻辑功能产生影响,导致电路逻辑操作失误。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2015-03-03）
吴铁峰,赵智超,王安,丁晓迪[3]（2014）在《隧穿电流影响下的小尺寸电路设计》一文中研究指出对于具有超薄的氧化层的小尺寸MOSFET器件,静态栅隧穿漏电流的存在严重地影响了器件的正常工作,基于新型应变硅材料所构成的MOSFET器件也存在同样的问题.为了说明漏电流对新型器件性能的影响,利用双重积分方法提出了小尺寸应变硅MOSFET栅隧穿电流理论预测模型,并在此基础上,基于BSIM4模型使用HSPICE仿真工具进行了仔细的研究,定量分析了在不同栅压、栅氧化层厚度下,MOSFET器件、CMOS电路的性能.仿真结果能很好地与理论分析相符合,这些理论和实验数据将有助于以后的集成电路设计.(本文来源于《佳木斯大学学报(自然科学版)》期刊2014年06期）
石利娜[4]（2014）在《高κ围栅MOSFET器件的栅极隧穿电流研究》一文中研究指出随着器件尺寸的不断缩小，栅极氧化层厚度也不断减小，这导致器件的栅极泄露电流迅速增大，从而影响器件的静态功耗、可靠性以及工作性能。因此，减小栅极隧穿电流是十分重要的。本文从器件结构和栅介质两个方面入手来减小栅极隧穿电流：器件结构方面，主要围绕长沟道圆柱围栅MOSFET器件进行论述；栅介质方面，主要围绕高κ材料进行讨论。文中主要讨论了圆柱围栅结构MOSFET器件的栅极直接隧穿电流。分别建立了长沟道高κ圆柱围栅MOSFET器件栅极直接隧穿电流的解析模型和长沟道高κ栅栈结构圆柱围栅MOSFET器件栅极直接隧穿电流的解析模型。从前者得到的结论是：直接隧穿电流主要是表面势的函数，表面势主要取决于等效氧化层厚度，因此，直接隧穿电流也主要取决于等效氧化层厚度，沟道半径对其影响很小；当等效氧化层厚度为1nm时，采用HfO2栅介质与传统SiO2相比，栅极直接隧穿电流可以减小4个数量级。从后者得到的结论是：栅极直接隧穿电流主要取决于栅栈的等效氧化层厚度，沟道半径对栅极直接隧穿电流无影响；增大栅栈中SiO2层的厚度或者高κ层的物理厚度都可以减小栅极的直接隧穿电流，且高κ层的物理厚度稍有变化，对栅极直接隧穿电流影响非常大；当栅栈结构的等效氧化层厚度保持不变时，SiO2层的厚度越小，栅极直接隧穿电流就越小；当栅栈结构的等效氧化层厚度保持不变时，栅极选用的高κ层材料的介电常数较大，栅极直接隧穿电流就越小。综上所述，本文在长沟道圆柱围栅MOSFET器件结构的基础上，分别建立了高κ栅以及高κ栅栈结构器件的栅极直接隧穿电流的解析模型，此外，三维器件仿真工具ISE的数值计算结果也与模型结果进行了对比，两者结果吻合一致，进而验证了所建立解析模型的正确性。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2014-01-01）
徐火希[5]（2012）在《La-基高K栅介质Ge MOS器件制备及栅极直接隧穿电流模型》一文中研究指出为了在等比例缩小器件特征尺寸的同时,保持高的电流驱动能力和开关速度,传统的SiO2栅介质被高k材料替代,高迁移率沟道材料取代了Si基材料。作为下一代高性能MOSFET之一,高k栅介质/Ge MOS器件引起了人们的广泛兴趣。但是,普通高k栅介质与Ge接触极易形成GeOx界面层,引起器件性能退化,妨碍了高性能MOSFET的制造。因此,找到一种与Ge有良好接触特性的高k栅介质材料显得十分必要。本文围绕这一问题开展了La-系高k栅介质Ge MOS器件制备工艺和电特性研究以及La203和LaON作为钝化层制备堆栈高k栅介质Ge MOS器件制备工艺和电特性研究。理论方面,建立了超薄栅介质MOS器件栅极直接隧穿电流模型。在采用比拟势阱的近似方法得到电势分布的基础上,用WKB近似方法求解电场的量子效应模型,建立了极薄栅介质MOSFETs直接隧穿栅极漏电流模型。通过将模型模拟结果与数值自洽结果或实验数据进行比较,验证了模型的正确性和合理性。模型能较为精确地模拟不同衬底、不同掺杂浓度以及不同栅介质材料和厚度的小尺寸MOS器件栅极直接隧穿电流。在器件制备方面,首先采用电子束蒸发方法淀积La203栅介质制备了Ge MOS器件,并重点研究了NH3、N2、NO、N20和O2五种退火气体对La203栅介质Ge MOS器件的电特性的影响,确定出La-系栅介质Ge MOS器件的合适退火气体为N2。接着研究了La203、LaON、LaTiO和LaTiON栅介质Ge MOS电容的电特性,并对LaTiON栅介质中Ti和N含量进行了优化研究。实验结果表明,La2O3和LaON栅介质Ge MOS电容表现出良好的界面特性,但k值较低；而LaTiON栅介质具有较高的k值,且当Ti、N含量为合适值时,LaTiON栅介质Ge MOS器件呈现出较理想的界面特性和栅极漏电流特性。在本论文研究范围内,当Ti与La203比值为14.7%、Ar与N2的比率为24：6时,栅介质具有一个高的相对介电常数(24.6),低的界面态密度(3.1×1011eV-1cm-2),和相对低的栅极漏电流密度(Vg=1 V时,2.0x10-3Acm-2)。以HfO2作为栅介质,研究了LaON和La203钝化层对Ge MOS器件的电特性的影响。通过比较HfO2/LaO、HfO2/La2O3堆栈栅介质Ge MOS电容的电特性,发现LaON能有效阻挡Ge、O和Hf的相互扩散,而La203不能,故HfO2/LaON Ge MOS器件比HfO2/La2O3 MOS器件表现出更好的界面特性和电特性：较低的界面态密度(4.2×1011eV-1cm-2)、较小的栅极漏电流(Vg=1V时,6.1x10-6Acm-2)和电容等效厚度(CET,2.0 nm),以及可忽略的C-V频率色散。进一步地,制备了HfTiO/LaON堆栈栅介质Ge MOS电容,同样获得了优良的界面特性和电特性。(本文来源于《华中科技大学》期刊2012-05-01）
赖忠有[6]（2011）在《栅隧穿电流分量研究》一文中研究指出MOS器件尺寸缩减,导致栅氧化层厚度急剧减小,引起栅隧穿电流的迅速增大,对MOS器件特性产生了很大影响。该文基于此,重点分析和研究了栅隧穿电流分量及其特性,并针对四端MOS器件给出了相应的栅隧穿电流分量测试原理及构思。(本文来源于《电子质量》期刊2011年12期）
吴华英,张鹤鸣,宋建军,胡辉勇[7]（2011）在《单轴应变硅nMOSFET栅隧穿电流模型》一文中研究指出本文基于量子机制建立了单轴应变硅nMOSFET栅隧穿电流模型,分析了隧穿电流与器件结构参数、偏置电压及应力的关系.仿真分析结果与单轴应变硅nMOSFET的实验结果符合较好,表明该模型可行.同时与具有相同条件的双轴应变硅nMOSFET的实验结果相比,隧穿电流更小,从而表明单轴应变硅器件更具有优势.该模型物理机理明确,不仅适用于单轴应变硅nMOSFET,只要将相关的参数置换,该模型也同样适用于单轴应变硅pMOSFETs.(本文来源于《物理学报》期刊2011年09期）
Amit,Chaudhry,Jatindra,Nath,Roy[8]（2011）在《MOSFET栅氧泄漏隧穿电流的分析模型:量子力学研究(英文)》一文中研究指出研发了一种通过MOSFET的超薄栅氧化物分析直接隧穿电流密度的模型。采用Wentzel-Kramers-Brilliouin(WKB)近似计算了隧穿概率,利用清晰的表面势方程改进模型的准确性。在研究模型中考虑了Si衬底中反型层的量子化和多晶硅栅耗尽,还研究了多晶硅掺杂对栅氧化层隧穿电流的影响。仿真结果表明,栅氧化层隧穿电流随多晶硅栅掺杂浓度的增加而增加。该结论与已报道的结果相吻合,从而证明了该模型的正确性。(本文来源于《微纳电子技术》期刊2011年06期）
吴铁峰,张鹤鸣,胡辉勇[9]（2011）在《小尺寸器件栅隧穿电流预测模型》一文中研究指出针对具有超薄氧化层的MOS器件,使用积分方法,提出了一个新的栅隧穿电流与氧化层厚度关系的理论预测模型,在此基础上使用HSPICE对MOS器件的特性进行了详细的研究,并定量分析了器件的工作情况,预测了在栅隧穿电流的影响下小尺寸器件的特性变化趋势。使用BSIM 4模型进行仿真的结果与所提出的理论模型相符合。(本文来源于《电子科技大学学报》期刊2011年02期）
吴铁峰,张鹤鸣,王冠宇,胡辉勇[10]（2011）在《小尺寸应变Si金属氧化物半导体场效应晶体管栅隧穿电流预测模型》一文中研究指出小尺寸金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件由于具有超薄的氧化层、关态栅隧穿漏电流的存在严重地影响了器件的性能,应变硅MOSFET器件也存在同样的问题.为了说明漏电流对新型应变硅器件性能的影响,文中利用积分方法从准二维表面势分析开始,提出了小尺寸应变硅MOSFET栅隧穿电流的理论预测模型,并在此基础上使用二维器件仿真软件ISE进行了仔细的比对研究,定量分析了在不同栅压、栅氧化层厚度下MOSFET器件的性能.仿真结果很好地与理论分析相符合,为超大规模集成电路的设计提供了有价值的参考.(本文来源于《物理学报》期刊2011年02期）
隧穿电流论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
首先,采用一种量子力学模型研究纳米碳基场效应管电流特性,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。结合器件的工作原理,研究基于栅工程和沟道工程技术的碳基场效应管输运特性。其次,在器件电学特性研究的基础上,将研究范围扩展至电路,分析采用栅工程和沟道工程碳基场效应晶体管构建的电路性能。最后,研究场效应晶体管栅极隧穿电流对与门电路逻辑操作的影响。主要研究内容如下:(1)研究基于沟道工程和栅工程技术构建纳米碳基场效应管的输运特性。基于多体量子NEGF方法,研究了异质栅和沟道轻掺杂纳米碳基器件的沟道电流特性,研究结果表明,碳基器件具有与一般场效应管类似的共性:如栅长减小,DIBL效应增大;栅氧厚度的减小能提高器件亚阈特性。与普通单栅相比,异质栅结合沟道轻掺杂器件不仅具有更优的栅控能力,能更好地抑制短沟道效应,具有更低的泄漏电流、更高的电流开关比。另外,在量子输运模型基础上,讨论碳基器件载流子输运特性,探索接近最终缩小极限的器件设计理论问题,并以国际半导体技术发展指南(ITRS’10)提出的2016-2024年晶体管指标为目标参量,进行新器件结构的工程设计优化。(2)在器件电学特性的基础上,基于Verilog-A查找表模型,利用HSPICE分析几种新型结构器件所构建电路,包括基于异质栅结合沟道轻掺杂CNTFET反相器(LHCINV)和6管的静态随机存储器(LHCSRAMs)的电学特性。结果表明,LHCINV具有较低的上升和下降延迟,较低的功耗和功耗延迟积(PDP)。LHCSRAMs具有较低的写数据延迟,较低的功耗和PDP。(3)利用薛定谔方程求解场效应管的栅极隧穿电流,利用查找表模型的HSPICE分析发现,器件氧化层栅极隧穿电流会对电路的逻辑功能产生影响,导致电路逻辑操作失误。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
隧穿电流论文参考文献
[1].许鑫川.面向亚微米工艺的PSP模型栅极隧穿电流效应自洽性修正[D].福州大学.2016
[2].高健.碳基场效应管的隧穿电流及其对逻辑电路的影响[D].南京邮电大学.2015
[3].吴铁峰,赵智超,王安,丁晓迪.隧穿电流影响下的小尺寸电路设计[J].佳木斯大学学报(自然科学版).2014
[4].石利娜.高κ围栅MOSFET器件的栅极隧穿电流研究[D].西安电子科技大学.2014
[5].徐火希.La-基高K栅介质GeMOS器件制备及栅极直接隧穿电流模型[D].华中科技大学.2012
[6].赖忠有.栅隧穿电流分量研究[J].电子质量.2011
[7].吴华英,张鹤鸣,宋建军,胡辉勇.单轴应变硅nMOSFET栅隧穿电流模型[J].物理学报.2011
[8].Amit,Chaudhry,Jatindra,Nath,Roy.MOSFET栅氧泄漏隧穿电流的分析模型:量子力学研究(英文)[J].微纳电子技术.2011
[9].吴铁峰,张鹤鸣,胡辉勇.小尺寸器件栅隧穿电流预测模型[J].电子科技大学学报.2011
[10].吴铁峰,张鹤鸣,王冠宇,胡辉勇.小尺寸应变Si金属氧化物半导体场效应晶体管栅隧穿电流预测模型[J].物理学报.2011
论文知识图
