УДК 621.38(06) Электроника Н.Р. АСАДУЛЛИНА Научный руководитель – А.А. КРАСНЮК, к.т.н., доцент Московский инженерно-физический институт (государственный университет) МОДЕЛИРОВАНИЕ ИОНИЗАЦИОННЫХ ТОКОВ СУБМИКРОННЫХ КНИ КМОП ТРАНЗИСТОРОВ В статье рассмотрены особенности моделирования ионизационных токов в субмикронных КНИ транзисторных структурах, необходимых при формировании тестовых элементов КМОП СИС. Вопросы исследования поведения субмикронных КНИ транзисторов при наличии ионизационных токов являются актуальными для задач создания КНИ СБИС, работающих в экстремальных температурных и эксплуатационных режимах. Необходимость оценки достоверности результатов расчета требует использования для моделирования тестовых КНИ транзисторных структур, определяемых требованиями соответствующего стандарта [1]. Поэтому в качестве объекта моделирования был принят КНИ транзистор со следующими параметрами: длина и ширина канала соответственно L = 0.12 мкм и W = 0.12 мкм, толщина приборного кремния tsi = 100 нм, толщина подзатворного окисла tox = 10 нм, толщина скрытого оксида tbox = 0,3 мкм; концентрация носителей в канале nch = 1.7*1017 см-3, концентрация носителей в подложке nsub = 6*1016 см-3, сопротивление сток-исток Rds = 100 Ом. Моделирование производилось в среде Mathcad c применением описания модели BSIM3v3 с учетом радиационных эффектов. При расчетах учитывалась полученная по моделям BSIM SOI зависимость порогового напряжения от напряжения Vbs, показанная на рис.1. При моделировании учитывалось также то, что ионизационные токи, возникающие в транзисторе, зависят от коэффициента влияния ионизационного тока α0 , а также от области работы транзистора, то есть от напряжений Vds,Vbs,Vgs и порогового напряжения Vth. Требовалось учитывать такие параметры как напряжение насыщения, эффективное напряжение сток-исток, эффективная подвижность в канале. При параметре влияния тока ионизации α0 = 10-10 В/м, паразитном биполярном токе Ic = 1 мкА, а также параметре, влияющем на ионизацию столкновения Fbjtii = 10-2 , был рассчитан ток ионизации Iii. По результатам моделирования ионизационного тока были получены некоторые зависимости этого тока от внешних параметров, а именно от напряжений Vbs и Vds. На рис.2 приведена зависимость Iii от влияния напряжения Vbs. Полученные результаты в целом соответствуют экспериментальным данным [2]. Vth , V 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 -1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 Vbs , V Рис. 1. Зависимость порогового напряжения от напряжения на стоке Iii, мкА 6 5 4 3 2 1 0 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 Vbs, В Рис. 2. Зависимость тока ионизации от напряжения на стоке Таким образом, показана возможность моделирования ионизационных токов в среде Маth Cad для тестовых КНИ транзисторов с описанием по стандарту BSIMSOI. Список литературы 1. 2. BSIMSOI3.1. // MOSFET Model Manual Copyright. UC Berkeley. 2003. Чумаков А.И. Действие космической радиации на интегральные схемы. – М.: Радио и связь, 2004. ______________________________________________________________________ ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 15 1