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極微細MOSFETをRF領域へ応用するためのノイズ解明及びこのモデリングの研究

超细MOSFET应用于射频区域的噪声解析和建模研究

基本信息

批准号：
12750298
负责人：
上野弘明
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750298/
关键词：
MOSFET 1 fノイズ発生再結合ノイズ回路シミュレーション用モデル RF

项目摘要

様々なゲート長(サブミクロンスケール〜数μm程度)を持つ極微細MOSFETに対して,1〜100kHz、の帯域で支配的な1/fノイズスペクトルを測定し,解析を行った.その結果,周波数が1〜10kHzの領域において,キャリアのShockley-Read-Hall発生/再結合プロセスに起因すると考えられる過剰ノイズスペクトルが観測された.この発生/再結合ノイズはゲート長およびドレイン電圧に依存せず,ゲート電圧が増加すると,1/fスペクトルの増加に伴い観測されなくなるので,詳しい特性はわかっていない.この1/fノイズおよび発生/再結合ノイズの特性に関する詳しい解析をモンテカルロデバイスシミュレータを用いて行なった.まず,1/fノイズの発生原因に関して,従来経験的な説明しかなされていないキャリア数の変動によるものかどうか,モンテカルロデバイスシミュレーションにより確認した.キャリア数の変動はSi/SiO_2界面における捕獲/放出によるので,Si/SiO_2界面に衝突するキャリア数のバイアス依存性を求めた.その結果,界面に衝突するキャリア数はドレイン電圧に依存せず,ゲート電圧の上昇とともに増加し,1/fノイズの測定結果と定性的に一致した.更に,モンテカルロシミュレーションにより,MOSFETのエネルギー分布関数およびShockley-Read-Hall発生/再結合の割合のバイアス依存性を求めた.その結果,ゲート電圧が上昇するとShockley-Read-Hall発生/再結合を起こす高いエネルギーを持つキャリアが大幅に増加するのに対し,Shockley-Read-Hall発生/再結合の割合はほとんど変化しないことがわかった.このことから発生/再結合ノイズはゲート電圧の増加とともに減少していることがわかった.また,MOSFETの1/fノイズスペクトルの測定・解析結果から回路シミュレーション用の1/fノイズモデルの開発を行なった.モデル化の際には当研究室で開発を進めている回路シミュレーション用MOSFETモデルHiSIM(Hiroshima university STARC IGFET Model)の電流モデル(ドリフト-拡散近似)を用いた.その結果,従来の1/fノイズモデルに比べて少ない3つのモデルパラメタで,ゲート長が0.12μmまでの1/fノイズの実測値をよく再現した.

The length of the sample (range from 1 to several μm) is determined by the fine MOSFET, 1 ~ 100kHz, and the frequency range is dominated by 1/f. As a result, the frequency range of 1 ~ 10kHz is in the middle of the spectrum, and the Shockley-Read-Hall generation/recombination is in the middle of the spectrum. The development/recombination process is dependent on the voltage, the voltage, and the increase of the voltage. 1/f, development/recombination characteristics, detailed analysis of the characteristics of the system, and application of the system. The reason for the occurrence of 1/f is related to the description of the incoming traffic and the confirmation of the change of the number of traffic accidents. The capture/release behavior of Si/SiO_2 interface is dependent on the capture/release behavior of Si/SiO_2. As a result, the number of interface conflicts is dependent on the voltage, and the voltage increases. The results of the measurement are consistent with the qualitative results. In addition, the MOSFET's life cycle distribution and Shockley-Read-Hall generation/recombination are dependent on each other. As a result, the voltage rises and Shockley-Read-Hall generation/recombination starts. The voltage rises and Shockley-Read-Hall generation/recombination starts. The voltage rises and Shockley-Read-Hall generation/recombination starts. This is the first time I've ever seen a woman who's been in a relationship with someone else. The 1/f ratio of MOSFET is measured and analyzed. The 1/f ratio of MOSFET is measured and analyzed. The 1/f ratio of MOSFET is measured and analyzed. When the research room is opened, the circuit is opened, and the MOSFET for HiSIM(Hiroshima university STARC IGFET Model) is opened. As a result, the 1/f ratio is less than the 3/f ratio, and the 1/f ratio is 0.12μm.