橫向多柵極SOI MOS的研究及電路應用.pdf

1、在VLSI的設計中,為了提高電路的性能價格比,較為重要的一點就是考慮節(jié)省芯片面積.由于SOI技術除了功耗低、速度快等特性外,還具有寄生電容小、無閂鎖效應、抗輻照耐高溫等突出優(yōu)點.本文提出一種可以實現(xiàn)單管多驅動的橫向多柵極SOI MOS器件結構,并且應用于神經(jīng)元的突觸電路和匹配電路設計中,以橫向多柵極器件代替普通MOS器件,可以節(jié)省芯片面積. 利用三維器件模擬軟件ISE TCAD,結合0.5μm全耗盡SOI工藝,建立符合亞微米級要

2、求的橫向多柵極SOI MOS和普通SOI MOS三維器件結構模型.在相同的結構與工藝參數(shù)條件下,對橫向多柵極結構和普通MOS結構垂直溝道方向以及溝道電流方向上的電子空穴濃度、電子空穴電流密度、電子遷移率以及電子飽和速率進行了比較分析,比較結果表明橫向多柵極SOI MOS器件僅僅在柵極存在的區(qū)域存在電流通路；柵極間的裸漏區(qū)域并沒有受到柵極間強電場的影響而出現(xiàn)電流通路；而且柵極覆蓋下源漏區(qū)也沒有受到柵極縱向強電場的影響.在這個基礎之上,對橫

3、向多柵極SOI MOS器件的輸出特性以及轉移特性進行了特性仿真分析,并且與相同結構參數(shù)的普通SOI MOS器件進行了比較,模擬結果表明橫向多柵極器件的驅動電流與其柵極寬度成正比；而且橫向多柵極器件的柵極寬度與普通MOS器件的溝道寬度相同的情況下,它們的飽和漏電流幾乎相同；橫向多柵極SOI MOS器件柵極工作狀態(tài)的變化并不影響閾值電壓的改變,并且與普通SOI MOS器件的閾值電壓一致. 此外,提出一套適合橫向多柵極器件的頂層工藝流