Bsim3 學習筆記1

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Normal short channel effects

The threshold voltage of a long channel device is independent of the channel length L and the drain voltage Vd .

Vth decreases as L decreases or Vd increases。

The dependence of Vth on L and Vds in short-channel devices cannot be ignored.

MOSFETs are normally designed with a Vth around 0.5V.

Reverse short channel effects

http://bbs.eetop.cn/thread-364983-1-1.html

在S和D靠近G的兩邊加上pocket，可以抑制短溝道效應，會使得VTH先隨著L的變大到達一個峰值，然後開始隨著L的增大而減小。

就算不加上pocket，短溝道自己也會產生達到峰值然後下降的效果，但是峰值與收斂值的差會比加了pocket的差大一些。

Normal narrow-width effects

http://baike.baidu.com/link?url=xW0BcuIgArZJ6HBnsRiu_8CBmb6whSZjfNoMYCurYO8m1_gvkzTRDOeBkJMsEHLCUlWiv7zScVZUH8gwmSsy1a

場氧和柵氧的區別：

http://bbs.eetop.cn/thread-447900-1-1.html

VTH隨著溝道寬度的增加而減少

Reverse narrow-width effects

由於溝槽隔離（STI），會使得VTH隨著溝道寬度的增加而增加，並最終收斂。

襯底偏壓效應Body bias effect

http://baike.baidu.com/link?url=D1MA9AlXCF59tWw3QjwWisSfNeYGj1Kc4TmYy9NpDmGYDSM_GqxCL7Joxo3KfS0gHvczdM7iiHX3OKOcEcRI8K

襯偏電壓就是為了防止MOSFET的場感應結以及源結和漏結髮生正偏、而加在源-襯底之間的反向電壓。

由於加了襯偏電壓的緣故，會引起若干影響器件效能的現象和問題，這就是襯偏效應，又稱為MOSFET的體效應。

平帶電壓效應bulk charge effect

http://www.baike.com/wiki/%E5%B9%B3%E5%B8%A6%E7%94%B5%E5%8E%8B

載流子速率Carrier mobility

http://baike.baidu.com/link?url=3_c7SmKL7DEodc17rCOBr9hw5lp8YLCuYzxJA7hpUClijIrQTxRnHOXqqJV5STOREKLW_9qNcmGcgEioiFmOFK

載流子速率有三個散射機制：

聲子散射phonon scattering

庫侖散射Coulomb scattering

表面粗糙度散射Surface roughness scattering

In general, mobility depends on many process

parameters and bias conditions such as the gate oxide thickness, doping concentration, threshold voltage, gate voltage and substrate voltage, etc.

速度飽和Velocity saturation

http://baike.baidu.com/link?url=munhKLZCSMdlW21j1Tmc1L84Om6wo_kXBG0KToRRoBUD3GITlicENZYkMyAi1mCM1lLN1NG84itXEo-7viuNqOwo3pnheParb17s-WUhRrz8LNsgIwY6i8q5S6laDJ7U4KO8PxhP4_rJJMhpnYW0Dq

 

Carrier saturation velocity is another important parameter that affects the characteristics of short channel MOSFETs.

碰撞電離產生襯底電流Substrate Current Due to Impact Ionization

在載流子遷移的時候，由於漏端的高電場會發生電子碰撞，會導致空穴被擊飛，並穿過耗盡區到達襯底，使得襯底獲得電勢。

多晶矽柵耗盡 Polysilicon Gate depletion

當MOSFET的尺寸縮的非常小、柵極氧化層也變得非常薄時，例如現在的製程可以把氧化層縮到一納米左右的厚度，一種過去沒有發現的現象也隨之產生，這種現象稱為“多晶矽耗盡”。當MOSFET的反轉層形成時，有多晶矽耗盡現象的MOSFET柵極多晶矽靠近氧化層處，會出現一個耗盡層（depletion layer），影響MOSFET導通的特性。要解決這種問題，金屬柵極是最好的方案。目前可行的材料包括鉭（Tantalum）、鎢、氮化鉭（Tantalum Nitride），或是氮化鈦（Titalium Nitride）。這些金屬柵極通常和高介電常數物質形成的氧化層一起構成MOS電容。另外一種解決方案是將多晶矽完全的合金化，稱為FUSI（FUlly-SIlicide polysilicon gate）製程。

速度過沖效應Velocity Overshoot Effects

http://baike.baidu.com/link?url=_44Z0qKfUnPUFhJjnVefiETt3dY5MB8bAHE5U0mpldRQ5s6dfgZJ6sfJneU29R-oCi0no5fnjQbPJgZZ938v7_

就是載流子的漂移速度超過正常的定態漂移速度。

自發熱效應self-heating effect？

溝道長度調製Channel Length Modulation?

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