С2.7. Модель mastar

На основе метода VDT была разработана модель MASTAR [5] − аналитическое средство для оценки КМОП технологий и дорожных карт. Она позволяет оптимизировать или просто предсказывать соотношения , параметры быстродействия и мощности. Теперешняя версия MASTAR5 расширена, чтобы учитывать такие технологические «ароматы» как FD SOI/SON и Double Gate. Каждый из них может быть оснащен так называемыми технологическими ускорителями (бустерами – boosters) такими как: напряженный кремниевый канал, металлический затвор, квазибаллистический транспорт и металлический переход. Оценка влияния всех комбинаций этих «ароматов» и бустеров производится в MASTAR лишь путем простого нажатия кнопки для генерации немедленного ответа. В этом главное преимущество MASTAR перед 2D TCAD моделированием.

Выражения MASTAR для SCE, DIBL и S могут рассматриваться как некоторая разновидность обобщенных правил хорошего проектирования. Мы сегодня допускаем более высоких значений SCE и DIBL, чем те, которые получены в результате первоначальных правил «хорошего проектирования». Для технологий с напряжением питания 1В, величины SCE от 50 мВ до 100мВ, и вдвое больше для DIBL, не являются необычными. Для упрощения давайте предположим, что допустимые значения SCE и DIBL должны составлять малую часть, скажем, 10% соответственно. Это приводит к следующим условиям (обобщенные правила хорошего проектирования):

. (С2.24)

Первое преимущество этой новой формулировки заключается в том, что все три правила хорошего проектирования, гарантирующие хорошее электростатическое качество (EI) прибора, теперь свернуты вместе, следовательно, обеспечивая возможность взаимных компенсаций. Другое преимущество заключается в том, что теперь мы имеем прямую связь между правилами хорошего проектирования для электростатического качества (для простоты мы будем называть это правило «EI», смотри (С2.24) для точного определения EI) и реальными значениями SCE и DIBL, так как следуя (С2.19) и (С2.20):

(С2.25)

Литература

1. T. Skotnicki, G. Merckel, Th. Pedron − The Voltage-Doping Transformation A New Approach to the Modeling of MOSFET, IEEE Electron Device Letters, V. 9, No. 3, March 1988, p.p.109-112.

2. T. Skotnicki, G. Merckel, Th. Pedron − A New Punchthrough Current Model Based on theVoltage-Doping Transformation, IEEE Transaction on Electron Device, V. 35, No. 7, July 1988, p.p.1076-1086.

3. T. Skotnicki and F. Boeuf − Optimal Scaling Methodologies and Transistor Performance, H.R. Huff D.C. Gilmer (Eds.), High Dielectric Constant Materials, VLSI MOSFET Applications, Springer, 2006, p.p.143-194.

4. T. Skotnicki, Cl. Fenouillet-Beranger et al. − Innovative Materials, Devices, and CMOS Technologies for Low-Power Mobile Multimedia, IEEE Transaction on Electron Device, V.55, No.1, 2008, p.p.96-128.

5. T. Skotnicki (ST) et al. − A user’s guide to MASTAR 4, p.p.1-59.

Задание на срс

1. Ознакомиться с методические указаниями студентам по изучению дисциплины «Физика наноразмерных полупроводниковых структур» (Приложение 2).

2. Рассчитать величины SCE, DIBL и S для пМОПТ с параметрами структуры из задания для семинара 1. Считать переходы сток(исток)-подложка ступенчатыми, концентрация примеси в областях стока и истока Сравнить величину спада порогового напряжения с результатом семинара 1.

3. Ознакомиться с описанием и возможностями программы MASTAR – Model for Assessment of cmoS Technologies And Roadmaps по литературному источнику [5].

1 3 Мы говорим о подпороговом режиме, в надпороговом режиме носители лучше удерживаются инверсным слоем и таким образом нет существенной разницы между длиной пролета носителей и расстоянием между переходами.

2 После разложения в ряд Тейлора и отбрасывания членов второго и более высоких порядков малости, поправочный член запишется как , который ведет к слабо нефизическому поведению при малых (слегка увеличивает при увеличении ). Чтобы удалить эту аномалию, член вернее отбросить, чем (оба значительно меньше 1). Эта эмпирическая коррекция приводит к хорошему согласию с экспериментом, тем не менее, это означает, что более сложное приближение для - зависимости должно быть выведено в будущих вариантах VDT.