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Tuned MEDICI simulator including inverse short channel effect for sub-0.18-μm CMOS technologies

NMOS逻辑 PMOS逻辑 材料科学 CMOS芯片 MOSFET 阈值电压 兴奋剂 半导体器件建模 千分尺 光电子学 电压 频道(广播) 电子工程 反向 电气工程 晶体管 工程类 光学 物理 几何学 数学
作者
M. Nandakumar,S. Sridhar,Karthik Vasanth,Jerry C. Hu,Wei-Tsun Shiau,P. Mei,M. Rödder,Ih-Chin Chen
出处
期刊:Proceedings of SPIE 卷期号:3212: 312-312
标识
DOI:10.1117/12.284606
摘要

This paper describes device simulation using a simulator (MEDICI) which is tuned to accurately predict the I-V characteristics of MOSFETS with conventional (non-pocket) channel profiles or pocket implants, and physical gate lengths from 10 micrometer to 0.16 micrometer. The key features of the simulation are, (1) the addition of a doping profile correction to the channel in NMOSFETs to model the inverse (reverse) short channel effect (ISCE/RSCE), (2) the incorporation of a new model to describe the pocket implant profile, and (3) the use of a two-step doping profile in the polysilicon gate to model gate depletion. The estimation of parameters for the profile correction and the pocket implant model, and the procedure of matching the simulated and experimental threshold voltage (VT) as a function of gate length is described for the first time in this paper. The two- step gate doping profile, mobility parameters, external source-drain resistance Rsd and saturation velocity Vsat, used in the simulation, are determined by comparing the experimental and simulated C-V and I-V characteristics using the methodology discussed in reference 4. Good agreement between measured and simulated device characteristics is demonstrated for NMOS and PMOS devices with conventional profiles and pocket implants with varying doses, at supply voltages of 1 and 1.5 V.
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