[發(fā)明專利]一種新型柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流模型

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810049423.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN108268717B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范象泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/36
• 分類號(hào): G06F30/36
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅

本發(fā)明公開了一種新型柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流模型，所述電流模型的表達(dá)式為：通過本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)一種精確度較高的柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電流模型，特別是涉及一種新型柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流模型。

背景技術(shù)

在MOSFET器件中，當(dāng)柵漏交疊區(qū)處柵漏電壓Vdg很大時(shí)，交疊區(qū)界面附近硅中電子在價(jià)帶和導(dǎo)帶之間發(fā)生帶帶隧穿形成電流，該電流即為GIDL隧穿電流。隨著MOS器件的柵氧化層越來越薄，GIDL隧穿電流急劇增加。

研究表明，MOSFET中引發(fā)靜態(tài)功耗的泄漏電流主要有：源到漏的亞閾泄漏電流、柵泄漏電流、發(fā)生在柵漏交疊區(qū)的柵誘導(dǎo)漏極泄漏GIDL(Gate-Induced-Drain-Leakage)電流，如圖下圖所示。在這些泄漏電流中，在電路中器件處于關(guān)態(tài)或者處于等待狀態(tài)時(shí)，GIDL電流在泄漏電流中占主導(dǎo)地位，對(duì)MOSFET的可靠性影響較大。

現(xiàn)有技術(shù)中，柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流模型的表達(dá)式如下：

其中，f(L)＝P3O，Vdg為柵漏電壓，P1、P2為適于所有器件尺寸的模型參數(shù)，其中P1為單位電壓的飽和GIDL電流，其范圍為[0,無窮大]，典型值為3e-5A/V，P2為GIDL電流的閾值電壓，其范圍為[負(fù)無窮大,正無窮大]，典型值為0.5V，P3O為GIDL電流的激活能，其范圍為[0,無窮大]，典型值為30V。

然而，現(xiàn)有技術(shù)的柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流模型的仿真值在較高柵漏電壓Vdg時(shí)偏離實(shí)測值顯著，不利于應(yīng)用。

圖1為某舊工藝下長短溝道的I_GIDL對(duì)比圖。由圖1看出，某舊工藝下，在相同漏柵電壓Vdg下，短溝道(L＝0.55um)的柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流(小叉連線)比長溝道(L＝20um)時(shí)的柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流(方框連線)稍微大一些。

圖2為某新工藝下長短溝道的I_GIDL對(duì)比圖。由圖2看出，某新工藝下，在相同漏柵電壓Vdg下，短溝道(L＝0.55um)的柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流(小叉連線)比長溝道(L＝20um)時(shí)的柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流(方框連線)要大得多。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種新型柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流模型，以實(shí)現(xiàn)一種精確度較高的柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流模型。

為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種新型柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流模型，其特征在于，所述電流模型的表達(dá)式為：

其中，f(L)＝P3O，Vdg為柵漏電壓，P1為單位電壓的飽和GIDL電流，P2為GIDL電流的閾值電壓，P3O為GIDL電流的激活能。

進(jìn)一步地，f(L)＝P3O-P3_L/L。

進(jìn)一步地，P3O的取值范圍為[0,100]，單位V。

進(jìn)一步地，P3_L的取值范圍為[0,10^-4]，單位為V*m。

進(jìn)一步地，

其中，P3O為GIDL電流的激活能，P3N₁為GIDL激活能短溝道修正值，P3N₂為GIDL激活能短溝道修正項(xiàng)的溝道長度偏移系數(shù)，P3N₃為GIDL激活能短溝道修正項(xiàng)的溝道長度系數(shù)，P3N₄為GIDL激活能短溝道修正項(xiàng)的溝道長度指數(shù)，L為MOS晶體管的溝道長度。

進(jìn)一步地，P3O的取值范圍為[0,100]，單位V。

進(jìn)一步地，P3N₁的取值范圍為[0,100]，單位V。