器件模型参数变化对mosfet特性的影响学士学位论文

器件模型参数变化对 MOSFET 特性的影响摘要本次仿真在 ADS 软件下进行，模拟器件的 S 模型参数变化时，器件的直流特性、频率特性的变化。仿真过程中绘制了跨导、迁移率、特征频率与器件的栅氧化层厚度、衬底掺杂浓度、快界面态密度、横向扩散长度、沟道调制系数的特性曲线，了解了这些参数变化对器件直流特性，沟通特性的影响。一、引言MOS 晶体管的发明可追溯到 20 世纪 30 年代初。1930 年，德国科学家Lilienfeld（利林费尔德）提出了场效应晶体管的概念。之后，贝尔实验室的 Shockley（肖克利）、Bardeen（巴丁）和 Brattain（布拉顿）开始尝试发明场效应晶体管。尽管这一尝试以失败告终，却最终导致 Bardeen 和 Brattain 在 1947 年意外地发明了点接触双极晶体管。1949 年 Shockley 用少子注入理论阐明了双极晶体管的工作原理，并提出了可有用化的结型晶体管概念。1960 年，Kahng 和Attala 在用二氧化硅（SiO2）改善双极晶体管性能的过程中意外地发明了 MOS 场效应晶体管(简称MOS 晶体管)，从此，MOS 晶体管进入集成电路的制造行业，并逐渐成为了电子工业中最重要的电子器件【1】。对于 MOSFET 而言，其内在矛盾很多，而其中的一个重要矛盾就是其工作频率的提高与增益的提高是不相容的，这集中就表现在它的“工作频带宽度与电压增益的乘积等于一个常数”这个关系上（该常数就是特征频率）。由于 MOSFET 的上述内在矛盾限制着器件性能的进一步提高，所以在设计 MOSFET 时，就必须兼顾频率和增益这两个方面的要求。本次仿真的目的就是了解这些器件的 S 参数变化对器件直流特性，沟通特性的影响，从而在设计电路和器件时可以通过调整 S 参数来改善器件的特性。二、器件模型集成电路经历了由小规模、中规模、大规模到目前超大规模集成电路的进展，电路集成度的不断提高，主要源于半导体器件的尺寸持续缩小及生产工艺的不断进步随着集成电路规模的扩大以及工艺的不断复杂化，用手工技术或者实验的方法去完成电路的设计已经是不可能的，为了能够准确地对集成电路进行设计和分析，必需使用计算机辅助设计模拟软件，SPICE 就是电路设计领域最具代表性的模拟工具。为了适应集成电路技术与电路仿真技术的进展，SPICE 在其中建立了多个级别的 MOSFET 模型。电路模型指可用计算机运算的数学模型，在电路模拟程序中建立电路元器件的数学模型，是实现电路模拟的先决条件。理论上，元器件模型应该既能反映电学特...