NBTI模型的研究以及在SPICE3 BSIM4模型中的實現(xiàn)的開題報告

NBTI模型的研究以及在SPICE3BSIM4模型中的實現(xiàn)的開題報告一、選題背景及意義隨著半導體工藝不斷進步，器件尺寸不斷縮小，器件的可靠性問題越來越嚴重。其中，NBTI效應是晶體管可靠性的主要限制因素之一，特別是對于pMOSFET器件。NBTI效應簡單來說就是硅基絕緣體上的HfO2等高介質電容入射電子（缺陷態(tài)錢），在長時間高溫下的流失（氧化或者釋放）導致了在門極和源漏極之間多出的氧離子等離子體積，進而使pMOSFET器件的閾值電壓下降，導致設備的漏電流增加，從而損失了器件的可靠性和效率。因此，研究NBTI效應具有重要的意義，可以幫助人們更好地理解晶體管的可靠性問題，并且設計更好的器件和工藝流程。二、研究內(nèi)容與方法本次研究旨在建立一種基于NBTI模型的晶體管模型，在模擬和計算過程中更好地考慮NBTI效應對器件性能的影響。研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：1.NBTI效應的物理機制研究：通過閱讀文獻，了解NBTI效應的物理機制和產(chǎn)生機理。2.NBTI模型的理論分析與建立：采用物理建模的方法，建立NBTI效應的數(shù)學模型，分析NBTI效應對器件性能的影響，確定模型的參數(shù)。3.模型的實現(xiàn)：利用SPICE3BSIM4模型實現(xiàn)NBTI模型，并進行模擬和驗證。4.實驗測試：通過制作實驗樣品，在長時間高溫環(huán)境下測量樣品漏電流和閾值電壓等參量，對NBTI效應進行驗證。三、預期成果1.建立有關NBTI效應的數(shù)學物理模型，更好的研究NBTI效應對器件性能的影響。2.將NBTI模型應用到SPICE3BSIM4模型中，使模型更加完善。3.通過實驗驗證NBTI模型，以及分析器件的可靠性問題，為晶體管工藝流程的改進提供參考。四、關鍵技術1.器件制備技術：通過先進的器件制備技術，制作良好的晶體管樣品是研究NBTI效應的前提條件。2.物理模型思路：物理模型思路是建立NBTI模型的基礎，模型的物理意義和可靠性決定了分析結果的得失。3.SPICE3BSIM4模型：仿真方法直接影響NBTI模型的仿真精度和可靠性，需要對SPICE3BSIM4模型有充分的了解。五、研究難點1.模型的建立：在物理建模的過程中，如何進行參數(shù)的確定是一個難點。2.模型的應用：將NBTI模型融入SPICE3BSIM4模型，需要對SPICE3BSIM4模型有充分的了解，并且需要對模型的改進有一定的經(jīng)驗。3.實驗設計：實驗設計需要考慮到環(huán)境保護、人身安全、數(shù)據(jù)準確性等多個方面，需要在實踐中不斷摸索。六、研究意義1.對于半導體工業(yè)而言，找到有效的解決NBTI問題的方法，可以有效提升器件的可靠性和效率。2.通過研究NBTI模型，可以深入理解NBTI效應對器件性能的影響，為晶體管的設計和制造提供有效指導