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纳米MOSFET散粒噪声及输运机制研究

作　者: 王婷岚
导　师: 杜磊
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 纳米MOSFET 过剩噪声散粒噪声准弹道输运 Monte Carlo模拟
分类号: TN386
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
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内容摘要

实验测量和理论模拟结果都表明,当器件沟道长度减小到某一长度后,载流子输运机制将从漂移扩散向准弹道甚至弹道输运过渡,而器件中的过剩噪声主要成分将从以热噪声为主转变为以散粒噪声为主。本文通过深入分析,发现输运机制转变与过剩噪声成分转变的动力学根源一致,都取决于源区附近势垒及沟道电阻这两个限制因素的竞争关系。基于纳米MOSFET载流子输运物理和热噪声、散粒噪声产生机理,本文推导了输运机制及过剩噪声主要成分发生转变的条件。随着沟道长度缩短、源漏电压增加、栅极电压减小及温度降低,输运机制将从漂移扩散输运转变为弹道输运,过剩噪声将从热噪声转变为散粒噪声。为了预测纳米MOSFET电流噪声,本文基于准弹道纳米MOSFET电流模型及载流子输运图像,建立了电流噪声模型。本文模型与实验、模拟得到的结果一致。根据本文建立的噪声模型,提出一种基于噪声测试的背散射系数提取方法,实现了噪声对输运信息的表征。最后,本文对纳米MOSFET输运及噪声进行了Monte Carlo模拟研究,得到了输运参量、电流噪声与偏置电压、温度及源漏掺杂浓度的关系。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 研究背景与意义  7-9
  1.2 论文结构  9-11
第二章纳米MOSFET输运机制与过剩噪声成分转变  11-31
  2.1 介观导体输运及散粒噪声  11-17
    2.1.1 弹道导体输运及散粒噪声  12-13
    2.1.2 扩散导体输运及散粒噪声  13-17
  2.2 纳米MOSFET输运机制转变  17-21
    2.2.1 转变证据  17-19
    2.2.2 准弹道及弹道输运电流模型  19-21
  2.3 纳米MOSFET过剩噪声成分转变  21-26
    2.3.1 转变证据  21-24
    2.3.2 散粒噪声存在性分析  24-25
    2.3.3 MOSFET弱反型区电流噪声分析  25-26
  2.4 转变机理及转变条件分析  26-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章纳米MOSFET输运机制相关电流噪声模型  31-59
  3.1 弹道链模型及其不足  31-35
  3.2 基于输运机制的电流噪声模型  35-40
  3.3 模型验证及结果分析  40-47
  3.4 模型改进  47-51
  3.5 基于噪声的背散射系数提取方法  51-58
  3.6 本章小结  58-59
第四章纳米MOSFET散粒噪声的Monte Carlo模拟  59-73
  4.1 Monte Carlo模拟  59-67
    4.1.1 注入模型  59-62
    4.1.2 程序流程图  62-67
  4.2 模拟结果分析  67-71
    4.2.1 偏置电压对输运及散粒噪声的影响分析  67-69
    4.2.2 温度及源漏掺杂浓度对输运及散粒噪声的影响分析  69-71
  4.3 纳米MOSFET低噪声化新思路  71-72
  4.4 本章小结  72-73
第五章总结与展望  73-75
  5.1 论文总结  73
  5.2 展望  73-75
致谢  75-77
参考文献  77-85
作者在读期间的研究成果  85

纳米MOSFET散粒噪声及输运机制研究

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