Субмикронные интегральные схемы: элементная база и проектирование. Рындин Е.А - 44 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

87
I
D
= 0,5WQ
n
{2v
cpТ
+ [(v
cpТ
2
+ 2L(e/m)E)
0,5
- v
cpТ
] exp(-L/L
SR
)}. (101)
Подставляя (77) в (101), получим
.exp1
2
12
5,0
2
0
0
ú
ú
ú
ú
û
ù
ê
ê
ê
ê
ë
é
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
-
÷
÷
÷
÷
ø
ö
ç
ç
ç
ç
è
æ
-++=
L
L
E
m
eL
EE
WQ
I
SR
K
K
n
D
m
m
(102)
Сравнение выражений (102) и (78) показывает, что они отличаются коэффи-
циентом (66), не зависящим от переменных интегрирования. Поэтому вывод выра-
жения для ВАХ аналогичен приведенному выше без учета баллистического пролета,
но выражение (86) необходимо умножить на коэффициент К
В
, определяемый выра-
жением (66).
В результате получим аналитическую модель статических ВАХ МДП-
структуры с учетом зависимости подвижности носителей от напряженности элек-
трического поля в канале, модуляции длины канала и баллистического пролета,
описанную выражениями (65) - (72) [81].
Если считать полупроводник изотропным и однородным (что справедливо,
например, для кремния Si и кубического политипа карбида кремния 3C-SiC), то для
учета влияния температуры и концентрации примесей на ВАХ МДП-структуры в
выражениях (65) - (72) можно использовать известные модели подвижности m
0
(N, T)
[74, 76, 84, 85].
Для гексагональных политипов карбида кремния (4H-SiC и 6H-SiC) полупро-
водник можно считать однородным, но не изотропным. В этом случае такие пара-
метры полупроводника, как теплопроводность, подвижность носителей заряда и др.,
будут тензорами, что значительно усложняет численное решение уравнений полу-
проводника. При использовании предложенной аналитической модели анизотропию
кристалла можно учесть изменением коэффициентов в моделях m
0
(N, T) в зависимо-
сти от кристаллографического направления, вдоль которого протекает основной ток
канала.
Если требуемая точность расчета не позволяет считать полупроводник одно-
родным, т.е. теплопроводность, подвижность носителей заряда и др. параметры яв-
ляются функциями координат, то необходимо решать уравнение (101) в новой запи-
си, что в данном случае возможно только с использованием численных методов.
На рис. 57 представлены выходные ВАХ n-канальной МДП-структуры с дли-
ной канала L = 0,18 мкм, полученные на основе модели (65) – (72) без учета и с уче-
том баллистического пролета носителей (U
З
изменялось от 1,8 В с шагом 0,1 В).
Сравнение ВАХ показывает, что при длинах канала 0,18 мкм расчетное значение
тока стока увеличивается примерно в два раза за счет баллистического пролета но-
сителей.
88
а
б
Рис. 57. Выходные ВАХ МДП-структуры (L = 0,18 мкм): а - без учета
баллистического пролета; б – с учетом баллистического пролета
На рис. 58 приведена зависимость относительной погрешности d ВАХ, по-
строенных без учета баллистического пролета, от длины канала.

Страницы