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对称薄膜双栅MOSFET温度特性的研究

2012-09-03谌婧娇陈军宁

合肥工业大学学报(自然科学版) 2012年6期

谌婧娇, 陈军宁, 高 珊

(安徽大学 电子信息工程学院,安徽 合肥 230601)

0 引言

科学技术和工业生产的发展对设备的使用温度提出了越来越高的要求,在一些特殊领域,常常要求检测和控制设备能在超过室温数倍的温度状态下运行。虽然采用冷却装置可以使室温下工作的器件和电路适用于高温情况,但这给系统微型化和实用化带来诸多不便,因此研究高温微电子学,设计制造高温微电子器件和集成电路是十分必要的。

在高温微电子学的研究领域,首选研制的是高温硅器件和集成电路。国外这方面的工作开展得较早,1965年就有体硅高温微电子器件的研究报道,到20世纪80年代国外已将高温MOS器件的工作温度扩展到300℃左右[1-2]。文献[3]研究了普通MOS器件的高温特性,给出了阈值电压、漏结泄漏电流、跨导和转移特性在宽温区随温度变化的实验结果。

薄膜双栅MOSFET是一种新型高速低耗MOSFET。与体硅MOSFET相比,双栅MOSFET具有较高的跨导、优良的亚阈值斜率特性、较高的载流子迁移率、较短的延迟时间、优良的频率特性、对短沟道效应的较强抑制性能、较小的寄生效应、较强的抗辐射能力等特点[4-5]。

薄膜双栅MOSFET的性能优越,应用前景广阔。然而在功率集成电路设计中,器件的功耗较大,散热困难。如果不考虑温度效应,设计出的电路将无法正常工作,因此开展薄膜双栅MOSFET的温度效应研究十分必要。

薄膜双栅MOSFET具有众多优越性能的主要原因是其具有上下2个栅极,如图1所示。上下栅对沟道区域有更好的控制能力以及薄硅膜引入的体反型机制,即载流子不再仅限于沟道表面运动,它们将分布于整个硅膜中。……

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