[发明专利]栅漏电模型的优化方法及基于其的高电子迁移率器件模型

权利要求书

1.一种栅漏电模型的优化方法，其特征在于，包括：

基于表面势计算，建立高电子迁移率器件模型；

建立栅电流模块；

结合所述高电子迁移率器件模型的内部模块对所述栅电流模块进行分段近似和拟合。

2.根据权利要求1所述的栅漏电模型的优化方法，其特征在于，还包括：

在栅漏电模型中加入变温反馈模块，并与所述高电子迁移率器件模型相对接；

提取所述高电子迁移率器件模型中待测模块在不同温度下的变温特性，作为所述栅漏电模型的变温特性的修正项。

3.根据权利要求2所述的栅漏电模型的优化方法，其特征在于，所述建立栅电流模块包括：

在所述栅电流模块中引入蒲尔-弗朗克效应模块、陷阱辅助的隧穿效应模块、肖特基效应模块和/或跳跃传导效应模块。

4.根据权利要求3所述的栅漏电模型的优化方法，其特征在于，所述栅电流模块的分段近似包括：

将所述高电子迁移率器件模型中电压的取值分为三个范围：小于-100mV、-100mV～37.4mV和大于37.4mV；

基于蒲尔-弗朗克效应、陷阱辅助的隧道效应和肖特基效应在不同范围内栅电流模块中的主导作用，为其设定相应的权重系数。

5.根据权利要求4所述的栅漏电模型的优化方法，其特征在于，所述栅电流模块的拟合包括：

以二极管模型取代所述高电子迁移率器件模型在栅压大于37.4mV时由肖特基效应主导的电流公式；

以二极管模型公式简化所述高电子迁移率器件模型在栅压小于-100mV时由蒲尔-弗朗克效应主导的电流公式；

以级数展开的方式取代所述高电子迁移率器件模型在-100mV～37.4mV的栅压范围内由蒲尔-弗朗克效应和陷阱辅助的隧道效应主导的电流公式；

通过平滑函数连接上述三个部分，并将变温特性引入所述高电子迁移率器件模型当中，完成栅漏电模型。

6.根据权利要求5所述的栅漏电模型的优化方法，其特征在于，所述变温特性的提取包括：

通过双脉冲测试提取所述高电子迁移率器件模型中待测模块在不同温度下的栅漏电数据和传输特性曲线数据；

通过直流特性测试系统提取该待测模块在与上述条件相同的温度下栅漏电数据和传输特性曲线数据；

对比二者数据得到器件电流的变温特性。

7.根据权利要求1或2所述的栅漏电模型的优化方法，其特征在于，所述建立高电子迁移率器件模型包括：

建立表面势计算模块，根据输入电压和器件物理参数计算源极和漏极的表面势；

建立端口电流计算模块，根据表面势计算结果、电压参数及物理参数计算源漏间电流和栅电流；

建立端口电荷计算模块，根据所述表面势计算结果计算栅极和漏极各自的电荷；

建立陷阱效应计算模块，用于调节所述高电子迁移率器件模型中的DIBL参数、导通电阻和/或亚阈值区斜率；

和/或，建立交叠电容修正计算模块，根据提取的交叠电容修正端口电荷的值；

和/或，建立Access region非线性电阻计算模块，所述Access region非线性电阻计算模块用于描述高电子迁移率器件中栅源/栅漏之间没有电极覆盖的区域的电学特性，并结合外部参数调整所述高电子迁移率器件模型中三极管节点间的电流；

和/或，建立噪声效应模块，根据表面势计算结果及预定义参数，计算所述高电子迁移率器件模型中噪声引入的电流变化。

8.根据权利要求7所述的栅漏电模型的优化方法，其特征在于，所述建立高电子迁移率器件模型还包括：

在所述高电子迁移率器件模型中加入场板结构的等效三极管，修正相关系数并重新计算端口电流和端口电荷；

和/或，对所述端口电荷进行微分处理，得到主体三极管以及场板结构的等效寄生电容，修正电流输出结果。