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SOI动态阈值MOS器件结构改进

微电子学 2009年第2期39卷 280-284页

作者：宋文斌毕津顺韩郑生中国科学院微电子研究所北京100029

传统SOI DTMOS器件固有的较大体电阻和体电容严重影响电路的速度特性,这也是阻碍SOI DTMOS器件应用于大规模集成电路的最主要原因之一。有人提出通过增大硅膜厚度的方法减小器件体电阻,但随之而来的寄生体电容的增大严重退化了器件特性... 详细信息

传统SOI DTMOS器件固有的较大体电阻和体电容严重影响电路的速度特性,这也是阻碍SOI DTMOS器件应用于大规模集成电路的最主要原因之一。有人提出通过增大硅膜厚度的方法减小器件体电阻,但随之而来的寄生体电容的增大严重退化了器件特性。为了解决这个问题,提出了一种SOI DTMOS新结构,该器件可以分别优化结深和硅膜的厚度,从而获得较小的寄生电容和体电阻。同时,考虑到沟道宽度对体电阻的影响,将该结构进一步优化,形成侧向栅-体连接的器件结构。ISE-TCAD器件模拟结果表明,较之传统SOI DTMOS器件,该结构的本征延时和电路延时具有明显优势。

关键词：绝缘体上硅动态阈值场效应管体电容体电阻

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新型部分耗尽SOI器件体接触结构

半导体技术 2008年第11期33卷 968-971页

作者：宋文斌毕津顺韩郑生中国科学院微电子研究所北京100029

提出了一种部分耗尽SOI MOSFET体接触结构,该方法利用局部SIMOX技术在晶体管的源、漏下方形成薄氧化层,采用源漏浅结扩散,形成体接触的侧面引出,适当加大了Si膜厚度来减小体引出电阻。利用ISE-TCAD三维器件模拟结果表明,该结构具有较小... 详细信息

提出了一种部分耗尽SOI MOSFET体接触结构,该方法利用局部SIMOX技术在晶体管的源、漏下方形成薄氧化层,采用源漏浅结扩散,形成体接触的侧面引出,适当加大了Si膜厚度来减小体引出电阻。利用ISE-TCAD三维器件模拟结果表明,该结构具有较小的体引出电阻和体寄生电容、体引出电阻随器件宽度的增加而减小、没有背栅效应。而且,该结构可以在不增加寄生电容为代价的前提下,通过适当的增加Si膜厚度的方法减小体引出电阻,从而更有效地抑制了浮体效应。

关键词：绝缘体上硅浮体效应体接触寄生电容体电阻

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SOI DTMOS温度特性研究

半导体技术 2010年第7期35卷 661-663页

作者：毕津顺韩郑生海潮和中国科学院微电子研究所北京100029

对比研究了20μm/0.35μm的SOI（绝缘体上硅）普通MOS和DTMOS（动态阈值MOS）的温度特性。从20-125℃,普通MOS驱动电流减小了12.2%,而DTMOS驱动电流增大了65.3%。SOI DTMOS降低了垂直沟道方向的电场,减少了载流子表面散射,因此阈值电压... 详细信息

对比研究了20μm/0.35μm的SOI（绝缘体上硅）普通MOS和DTMOS（动态阈值MOS）的温度特性。从20-125℃,普通MOS驱动电流减小了12.2%,而DTMOS驱动电流增大了65.3%。SOI DTMOS降低了垂直沟道方向的电场,减少了载流子表面散射,因此阈值电压随温度减小占主导,驱动电流随着温度升高而增大。SOI DTMOS优秀的温度特性,使之非常适合于低压、低功耗、高温应用。

关键词：绝缘体上硅动态阈值晶体管温度特性

基于Geant4的三维半导体器件单粒子效应仿真

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半导体技术 2015年第8期40卷 592-595,625页

作者：国硕毕津顺罗家俊韩郑生中国科学院微电子研究所北京100029

在空间中,辐射粒子入射半导体器件,会在器件中淀积电荷。这些电荷被器件的敏感区域收集,造成存储器件(如静态随机存储器(SRAM))逻辑状态发生变化,产生单粒子翻转(SEU)效应。蒙特卡洛工具——Geant4能够针对上述物理过程进行计算机数值模... 详细信息

在空间中,辐射粒子入射半导体器件,会在器件中淀积电荷。这些电荷被器件的敏感区域收集,造成存储器件(如静态随机存储器(SRAM))逻辑状态发生变化,产生单粒子翻转(SEU)效应。蒙特卡洛工具——Geant4能够针对上述物理过程进行计算机数值模拟,可以用于抗辐射器件的性能评估与优化。几何描述标示语言(GDML)能够在Geant4环境下对器件模型进行描述。通过使用GDML建立三维的器件结构模型,并使用Geant4进行不同能量质子入射三维器件模型的仿真。实验结果表明,在三维器件仿真中低能质子要比高能质子更容易引起器件的单粒子翻转效应。

关键词：半导体器件单粒子翻转(SEU)效应三维模型 Geant4 线性能量转移(LET)

Simulation of a Double-Gate Dynamic Threshold Voltage Fully Depleted Silicon-on-Insulator nMOSFET

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Journal of Semiconductors 2006年第1期27卷 35-40页

作者：毕津顺吴峻峰海潮和中国科学院微电子研究所北京100029

A novel planar DGDT FDSOI nMOSFET is presented, and the operation mechanism is discussed. The device fabrication processes and characteristics are simulated with Tsuprem 4 and Medici. The back-gate n-well is formed by implantation of phosphorus at a dosage of 3 × 10^13 cm^-2 and an energy of 250keV and connected directly to a front-gate n^＋ polysilicon. This method is completely compatible with the conventional bulk silicon process. Simulation results show that a DGDT FDSOI nMOSFET not only retains the advantages of a conventional FDSOI nMOSFET over a partially depleted （PD） SOI nMOSFET--that is the avoidance of anomalous subthreshold slope and kink effects but also shows a better drivability than a conventional FDSOI nMOSFET.

关键词： double-gate structure dynamic threshold FDSOI nMOSFET

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极端低温下硅基器件和电路特性研究进展

微电子学 2015年第6期45卷 789-795页

作者：解冰清毕津顺李博罗家俊中国科学院微电子研究所北京100029

讨论了在极端低温下,硅基半导体在器件级和电路级特性的研究进展。在器件级,分析了极端低温下体硅器件和SOI器件常规电学特性的异常变化,讨论了一些只在极端低温下出现的特殊效应,如载流子冻结效应,阐述了极端低温下提取器件参数的方法... 详细信息

讨论了在极端低温下,硅基半导体在器件级和电路级特性的研究进展。在器件级,分析了极端低温下体硅器件和SOI器件常规电学特性的异常变化,讨论了一些只在极端低温下出现的特殊效应,如载流子冻结效应,阐述了极端低温下提取器件参数的方法。在电路级,分析了极端低温下反相器、CMOS运算放大器和DRAM的性能相对于常温下的变化,对比了极端低温下不同结构的电路在性能和稳定性方面的差异。最后,介绍了国内外相关研究领域的现状,并提出了未来极端低温微电子技术的发展方向。

关键词：极端低温金属-氧化物-半导体绝缘体上硅载流子冻结效应

深亚微米抗辐照PDSOI nMOSFET的热载流子效应

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微电子学 2010年第3期40卷 461-463页

作者：卜建辉毕津顺宋李梅韩郑生中国科学院微电子研究所北京100029

基于中国科学院微电子研究所开发的0.35μm SOI工艺,制备了深亚微米抗辐照PD-SOI H型栅nMOSFET。选取不同沟道宽度进行加速应力实验。实验结果表明,热载流子效应使最大跨导变化最大,饱和电流变化最小,阈值电压变化居中。以饱和电流退化... 详细信息

基于中国科学院微电子研究所开发的0.35μm SOI工艺,制备了深亚微米抗辐照PD-SOI H型栅nMOSFET。选取不同沟道宽度进行加速应力实验。实验结果表明,热载流子效应使最大跨导变化最大,饱和电流变化最小,阈值电压变化居中。以饱和电流退化10%为失效判据,采用衬底/漏极电流比率模型,对器件热载流子寿命进行估计,发现同等沟道长度下,沟道越宽的器件,载流子寿命越短。

关键词： PDSOI nMOSFET 热载流子效应

Back-Gate Effect of SOI LDMOSFETs

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Journal of Semiconductors 2008年第11期29卷 2148-2152页

作者：毕津顺宋李梅海潮和韩郑生中国科学院微电子研究所北京100029

0.5μm-gate-length lateral double-diffused metal-oxide-semiconductor field-effect transistors （LDMOSFETs） with low barrier body contact （LBBC） and body tied to the source （BTS） were fabricated on silicon-on-insulator （SOI） substrates. The back-gate effects on front-channel subthreshold characteristics, on-resistance, and off-state breakdown characteristics of these devices are studied in detail. The LDMOSFETs with the LBBC structure show less back-gate effect than those with the BTS structure due to better control of the floating body effect and suppression of the parasitic backchannel leakage current. A model for the SOl LDMOSFETs has been given,including the front- and back-channel conductions as well as the bias-dependent series resistance.

关键词： SOI LDMOSFET back-gate effect

Si/Ge异质结双栅隧穿场效应晶体管TCAD仿真研究

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微电子学 2021年第3期51卷 413-417,423页

作者：王菡滨刘梦新毕津顺李伟中国科学院微电子研究所北京100029 西北工业大学微电子学院西安710129 中国科学院大学微电子学院北京100029

Si/Ge异质结双栅隧穿场效应晶体管(DGTFET)较传统硅基DGTFET有更好的电学性能。文章基于Sentaurus TCAD仿真软件,构建了有/无Pocket两种结构的Si/Ge异质结DGTFET器件,定量研究了Pocket结构及Pocket区厚度、掺杂浓度等参数对器件开态电... 详细信息

Si/Ge异质结双栅隧穿场效应晶体管(DGTFET)较传统硅基DGTFET有更好的电学性能。文章基于Sentaurus TCAD仿真软件,构建了有/无Pocket两种结构的Si/Ge异质结DGTFET器件,定量研究了Pocket结构及Pocket区厚度、掺杂浓度等参数对器件开态电流、关态电流、亚阈值摆幅、截止频率和增益带宽积的影响。通过仿真实验和计算分析发现,Si/Ge异质结DGTFET的开态/关态电流、亚阈值摆幅、截止频率和增益带宽积随Pocket区掺杂浓度增大而增大,而Pocket区厚度对器件性能没有明显影响。研究结果为TFET器件的直流、频率特性优化提供了指导。

关键词：异质结双栅隧穿场效应晶体管数值仿真