超薄氧化层MOS器件的栅隧穿电流预测及小尺寸效应研究

本文主要探讨了"小尺寸器件栅隧穿电流预测模型"，发表于2011年3月的《电子科技大学学报》第40卷第2期。作者吴铁峰、张鹤鸣和胡辉勇针对现代MOS器件中的一个重要问题——随着器件尺寸的缩小，超薄氧化层下的栅隧穿电流显著增加，这对静态特性产生了重大影响。他们采用积分方法提出了一种新的理论预测模型，该模型旨在量化地描述栅隧穿电流与氧化层厚度之间的关系。 在模型建立过程中，作者首先考虑了小尺寸MOS器件在极薄氧化层条件下，由于量子效应和电场增强等因素导致的栅隧穿电流增加现象。通过使用积分方法，他们能够准确地预测这种电流的变化趋势，这在设计和优化高性能小型化电路时至关重要。作者利用HSPICE（混合信号模拟器）这一广泛应用于电路设计的工具，对提出的模型进行了深入的数值研究，对MOS器件的动态行为进行了详尽的分析，包括阈值电压、迁移率等关键特性。 此外，他们还利用BSIM 4模型进行了仿真验证，这是一种成熟的半导体器件模拟器，其结果与理论模型的预测高度吻合。这表明他们的模型不仅理论上有深度，而且在实际应用中也具有良好的可操作性和准确性。 文章的关键词包括"器件仿真"、"栅隧穿电流模型"、"栅氧化层"、"积分法"以及"小尺寸器件"，这些关键词突出了研究的核心内容和焦点。这篇论文为理解和控制小尺寸MOS器件在栅隧穿电流影响下的性能提供了重要的理论支持，对于集成电路设计者和研究人员来说，这是理解和应对未来技术挑战的关键知识。