[发明专利]一种独立双栅FinFET解析沟道电势分布模型

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种独立双栅FinFET（FinField-Effect Transistor鳍式场效晶体管）解析沟道电势分布模型。 

背景技术

为了提高集成电路的集成度以及芯片的性能，随着集成电路MOS器件工艺的发展，器件关键尺寸越来越小。对于主流的单栅平面工艺，器件的栅长不能无限制的缩小，随着器件尺寸缩小所出现一系列的二级效应统称短沟道效应。在短沟道情况下器件的电学特性往往变得很差。为了克服短沟道效应对小尺寸MOS器件性能及可靠性的影响，一些新型的器件结构出现了，如多栅结构的金属氧化物半导体场效应晶体管（金属氧化物半导体场效应晶体管Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，简称MOSFET）。FinFET是多栅MOSFET的一种，被认为很有希望成为更小的10nm-20nm尺度下的主流器件。对于新型的FinFET结构，其栅极包围导电沟道的面积远大于传统平面工艺的MOSFET，即使在短沟道情况下栅极也能极好的控制沟道导电，抑制短沟道效应，减小器件静态功耗，得到很好的亚阈值摆幅特性以及很高的载流子迁移率。 

本发明的研究对象是FinFET结构中的一种：独立双栅FinFET。为了使电路设计人员使用的电路仿真器能够准确模拟电路特性，建立独立双栅FinFET的精确而高效的解析模型是非常必要的。对于短沟道效应，人们一般使用数值计算方法和解析方法来研究。通常数值方法比较精确但是不容易输入电路模拟程序，而解析方法可以解决这个问题。而解析方法主要有电荷分配模型以及解泊松方程的方法。电荷分配模型仅能在一定范围内正确地预言短沟效应，因为它对源漏栅的电荷分配基于几何假定而非实验。故在漏压、衬底偏压较大，沟道较短时的偏差较大。对于解析模型，以往的沟道电势模型是在缓变沟道近似假设下，在忽略了沟道电场的纵向变化率的条件下得出的。对于10nm量级的器件来说，缓变沟道 近似已经不能适用，必须在求解二维泊松方程的基础上得出沟道电势分布模型。通常求解二维泊松方程时会使用到一系列的假定或近似条件，这会使其在沟道很短时的有效性降低。 

发明内容

本发明的目的是通过对独立双栅FinFET使用级数方法求解二维泊松方程来建立沟道电势解析模型，用以解决现有技术中求解二维泊松方程时会使用到一系列的假定或近似条件，使其在沟道很短时的有效性降低的问题。 

为了实现上述目的提供一种独立双栅FinFET解析沟道电势分布模型，包括：通电沟道一侧设有的源极，所述通电沟道背离所述源极的一侧设有漏极，位于所述通电沟道的顶面设有上栅极，所述通电沟道的底面设有下栅极，其中，该器件结构的电势分布模型解析式为： 

ψ(x,y)=VSS+VDLZ+Σn=1∞An(y)sinnπxL]]>