基于金属栅极颗粒性的 NWFET 阈值电压变异性的解析建模
应用物理
2018-08-01 v1
摘要
由于缺乏解析模型，NWFET 阈值电压 V_T 变异性的估计在计算上代价高昂。NWFET 的变异性估计对于设计下一代逻辑电路至关重要。相较于任何其他工艺引起的变异性，金属栅极颗粒性（MGG）因其对 V_T 变异性的重大影响而至关重要。本文提出一种解析模型来估计由 MGG 引起的 V_T 变异性。我们通过满足三个附加要求，将早先基于 FinFET 的 MGG 模型推广到圆柱形 NWFET。首先，利用长圆柱近似，将栅介质层替换为静电等效厚度的硅；其次，NWFET 中的金属晶粒在方位角方向满足周期边界条件；第三，在柱极坐标下解析求解静电学，栅边界条件由 MGG 定义。我们表明量子效应仅使 V_T 分布的均值发生偏移，对我们基于静电学的模型所估计的变异性无显著影响。我们模型估计的 V_T 分布与 TCAD 仿真吻合。该模型以极高精度（6% 误差）定量捕捉了晶粒尺寸对 σ(V_T) 的依赖关系，相较于随机三维 TCAD 仿真是一显著改进，而现有最优模型甚至无法给出定性一致。所提模型比商业 TCAD 仿真快 63 倍。
引用
@article{arxiv.1801.00935,
title = {Analytical Modeling of Metal Gate Granularity based Threshold Voltage Variability in NWFET},
author = {P Harsha Vardhan and Sushant Mittal and Swaroop Ganguly and Udayan Ganguly},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.00935},
year = {2018}
}