JPH09135028A - Calculating method for mosfet mobility - Google Patents

Calculating method for mosfet mobility

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JPH09135028A
JPH09135028A JP31604995A JP31604995A JPH09135028A JP H09135028 A JPH09135028 A JP H09135028A JP 31604995 A JP31604995 A JP 31604995A JP 31604995 A JP31604995 A JP 31604995A JP H09135028 A JPH09135028 A JP H09135028A
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JP
Japan
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mobility
carrier density
calculation step
drain current
voltage
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Application number
JP31604995A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunkichi Shimizu
俊吉 清水
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a calculating method for an accurate MOSFET mobility even in a subthreshold region. SOLUTION: When a mobility μ in a channel region where a MOSFET is constituted is calculated, this method is provide with a drain current measuring step (a first step) in which a drain current Id is measured under a predetermined gate voltage Vc and a drain voltage Vd , with a carrier density calculating step (a second step) in which a carrier density N5 is calculated as V5 =Vd =V according to a first relative relation where the carrier density N5 is calculated from the mobility μ, a source voltage V5 and the drain voltage Vd and with a mobility calculating step (a third step) in which mobility μc is calculated from the calculated carrier density Ns the measured drain current Id according to the second relative relation where the mobility μ is calculated from the carrier density Ns and the drain current Id . The channel region mobility μ is decided as μc which is calculated through the drain current measuring step, the carrier density calculating step and the mobility calculating step.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、MOSFETを構
成するチャネル領域の移動度を算出する方法に関し、更
に詳細には従来より簡便で、かつ正確な、特にサブスレ
ッショルド領域においても正確な移動度を算出できる方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for calculating the mobility of a channel region which constitutes a MOSFET, and more specifically, it is simpler and more accurate than the conventional method, and more particularly, it is possible to accurately measure the mobility even in a subthreshold region. It relates to a method that can be calculated.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、移動度は、図4に示すような手順
で測定されていた。先ず、ゲート電圧VG 依存性に基づ
いて所定のドレイン電圧Vd の下でドレイン電流Id
測定する(第1段階)。次いで、いわゆる、C(静電容
量)−V(ゲート電圧)法(以下、簡単にC−V法と言
う)によりキャリア密度NS を測定する(第2段階)。
尚、C−V法とは、QSC=∫dQSC=−∫CSCdVS
より表面空間電荷領域の全キャリア量QSCを求め、次い
でキャリア密度NS を求める方法である。ここで、CSC
は単位面積当たりの静電容量、VS はゲート電圧であ
る。測定したドレイン電流Id 及びキャリア密度NS
基づいて、既知の関係、例えば次の式(1)及び(2)
により移動度を求める(第3段階)。 gd =Id /Vd (1) μ =(L/W)×{gd /(qNS )} (2) ここで、Lはゲート長さ、Wはゲート幅、gd はコンダ
クタンス、qは電気素量である。
2. Description of the Related Art Conventionally, the mobility has been measured by the procedure shown in FIG. First, the drain current I d is measured under a predetermined drain voltage V d based on the gate voltage V G dependency (first step). Next, the carrier density N S is measured by the so-called C (electrostatic capacity) -V (gate voltage) method (hereinafter simply referred to as the CV method) (second step).
The C-V method is a method in which the total carrier amount Q SC in the surface space charge region is calculated by Q SC = ∫dQ SC = −∫C SC dV S , and then the carrier density N S is calculated. Where C SC
Is a capacitance per unit area, and V S is a gate voltage. Based on the measured drain current I d and carrier density N S , a known relationship, for example, the following equations (1) and (2)
The mobility is calculated by (3rd step). g d = I d / V d (1) μ = (L / W) × {g d / (qN S )} (2) where L is the gate length, W is the gate width, and g d is the conductance. q is an elementary charge.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の移動度
の測定方法では、ゲート電極の寸法L×Wが100μm
×100μm 程度の充分大きなMOSFETでも、ゲー
ト電圧がしきい値電圧より小さいサブスレッショルド領
域では、キャリア密度NS の測定に際し、静電容量Cが
10fF以下になるためにノイズ等の外乱の影響が大き
くなり、正確な静電容量を測定することが困難であっ
た。このため、正確なキャリア密度NS 、従って正確な
移動度を測定することが困難であった。一方、MOSF
ETは益々微細化の方向にあって、それに連れてゲート
電極の寸法も小さくなっているので、正確なキャリア密
度NS を測定することが益々困難になってなり、従って
正確な移動度の算出が困難になっている。
However, in the conventional mobility measuring method, the dimension L × W of the gate electrode is 100 μm.
Even in a sufficiently large MOSFET of about × 100 μm, in the subthreshold region in which the gate voltage is smaller than the threshold voltage, the capacitance C becomes 10 fF or less when measuring the carrier density N S , so that the influence of disturbance such as noise is large. It was difficult to measure the accurate capacitance. Therefore, it is difficult to measure the accurate carrier density N S , and thus the accurate mobility. On the other hand, MOSF
Since ET is in the direction of further miniaturization, and the size of the gate electrode is accordingly reduced, it becomes more and more difficult to measure the accurate carrier density N S , and therefore the accurate calculation of the mobility. Has become difficult.

【0004】よって、本発明の目的は、正確な移動度を
算出できる移動度の算出方法、特にサブスレッショルド
領域においても正確な移動度を算出できる方法を提供す
ることである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a mobility calculating method capable of accurately calculating the mobility, particularly a method capable of accurately calculating the mobility even in the subthreshold region.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る移動度の算出方法(以下、第1発明方
法)は、MOSFETを構成するチャネル領域の移動度
μを求める際に、所定のゲート電圧VG 及びドレイン電
圧Vd の下でドレイン電流Id を測定するドレイン電流
測定工程と、移動度μ、ソース電圧VS 及びドレイン電
圧Vd からキャリア密度NS を求める第1の相関関係に
従い、移動度の初期値をμI 並びにソース電圧VS 及び
ドレイン電圧Vd をVS =Vd =Vとしてキャリア密度
S を求めるキャリア密度算出工程と、キャリア密度N
S 及びドレイン電流Id から移動度μを求める第2の相
関関係に従い、算出したキャリア密度NS と測定したド
レイン電流Id とに基づいて、移動度μC を求める移動
度算出工程とを備え、移動度算出工程で求めたμC をチ
ャネル領域の移動度μとすることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the mobility calculating method according to the present invention (hereinafter referred to as the first invention method) is performed when the mobility μ of a channel region constituting a MOSFET is obtained. , A drain current measuring step of measuring a drain current I d under a predetermined gate voltage V G and a drain voltage V d , and a first step of obtaining a carrier density N S from the mobility μ, the source voltage V S and the drain voltage V d . And a carrier density calculation step of obtaining a carrier density N S with the initial value of the mobility μ I and the source voltage V S and the drain voltage V d being V S = V d = V according to the correlation of
According to a second correlation for obtaining the mobility μ from S and the drain current I d , a mobility calculating step for obtaining the mobility μ C based on the calculated carrier density N S and the measured drain current I d is provided. The feature is that μ C obtained in the mobility calculation step is used as the mobility μ of the channel region.

【0006】移動度μ、ソース電圧VS 及びドレイン電
圧Vd からキャリア密度NS を求める第1の相関関係
は、既知の関係であって、通常、プロセスシミュレータ
に組み込まれている。第1の相関関係では、ソース電圧
S =ドレイン電圧Vd =Vの条件では、入力する移動
度の初期値μI の値が多少大小に変動しても、キャリア
密度NS の算出値が殆ど変化しないと言う事実がある。
本発明方法は、この事実に基づいて発明されたものであ
り、妥当と想定できる移動度μI を入力し、それに基づ
いて移動度μC を求め、それを移動度μとしている。
尚、本発明方法の実施に際しては、Vは通常のMOSF
ETで印加する電圧の範囲での任意の値で良いが、好適
には0又はそれに近い値である。
The first correlation for obtaining the carrier density N S from the mobility μ, the source voltage V S and the drain voltage V d is a known relation and is usually incorporated in a process simulator. In the first correlation, under the condition of source voltage V S = drain voltage V d = V, the calculated value of the carrier density N S does not change even if the initial value μ I of the input mobility fluctuates to some extent. There is a fact that it hardly changes.
The method of the present invention was invented on the basis of this fact, inputs the mobility μ I that can be assumed to be appropriate, calculates the mobility μ C based on it, and sets it as the mobility μ.
In carrying out the method of the present invention, V is a normal MOSF.
It may be any value in the range of the voltage applied by ET, but it is preferably 0 or a value close thereto.

【0007】即ち、第1発明方法では、移動度の初期値
として一般的に妥当と推測できる値μI を設定し、それ
に基づいてソース電圧VS =ドレイン電圧Vd =Vの条
件でキャリア密度NS を算出する。算出したNS と従来
と同様にして測定したドレイン電流Id とから既知の第
2の相関関係に基づいて移動度μc を求め、μc を求め
る移動度μとする。
That is, in the method of the first invention, a value μ I that can be generally estimated to be appropriate is set as the initial value of the mobility, and based on this, the carrier density is set under the condition of source voltage V S = drain voltage V d = V. Calculate N S. The mobility μc is calculated from the calculated N S and the drain current I d measured in the same manner as the conventional one, based on the known second correlation, and μc is the mobility μ to be calculated.

【0008】若し、μc がμI と大幅に異なる時には、
μc を新しいμI として再度同じようにして新しい移動
度μc を求めるのが好ましい。よって、本発明方法の好
適な実施態様は、初回のキャリア密度算出工程及び移動
度算出工程を経て求めたμC1を第2回目のキャリア密度
算出工程で移動度の初期値μI2として、第2回目のキャ
リア密度算出工程及び移動度算出工程を実施してμC2
求め、以下、求めた移動度μCnと移動度の初期値μIn
の差が許容値以下に収まるまで、同様にしてキャリア密
度算出工程及び移動度算出工程をn−2回繰り返すこと
を特徴としている。
If μ c is significantly different from μ I ,
It is preferable to obtain a new mobility μc again in the same manner with μc being a new μ I. Therefore, in a preferred embodiment of the method of the present invention, μ C1 obtained through the first carrier density calculating step and the mobility calculating step is used as the initial mobility μ I2 in the second carrier density calculating step, The second carrier density calculation step and the mobility calculation step are carried out to obtain μ C2, and the same procedure is repeated until the difference between the obtained mobility μ Cn and the initial value μ In of the mobility falls below the allowable value. It is characterized in that the carrier density calculation step and the mobility calculation step are repeated n-2 times.

【0009】また、本発明に係る移動度の別の算出方法
(以下、第2発明方法と言う)は、MOSFETを構成
するチャネル領域の移動度μを求める際に、ゲート電圧
G がしきい値Vthより低いサブスレッショルド領域で
は、所定のゲート電圧VG 及びドレイン電圧Vd の下で
ドレイン電流Id を測定するドレイン電流測定工程と、
移動度μ、ソース電圧VS 及びドレイン電圧Vd からキ
ャリア密度NS を求める第1の相関関係に従い、移動度
の初期値をμI 並びにソース電圧VS 及びドレイン電圧
d をVS =Vd =Vとしてキャリア密度NS を求める
キャリア密度算出工程と、キャリア密度NS 及びドレイ
ン電流Id から移動度μを求める第2の相関関係に従
い、算出したキャリア密度NS と測定したドレイン電流
d とに基づいて、移動度μC を求める移動度算出工程
とを備え、移動度算出工程で求めたμC をチャネル領域
の移動度μとし、ゲート電圧VG がしきい値Vthより高
い領域では、所定のゲート電圧VG 及びドレイン電圧V
d の下でドレイン電流Id を測定する工程と、キャリア
密度NS を測定する工程と、キャリア密度NS 及びドレ
イン電流Id から移動度μを求める第2の相関関係に従
い、測定したキャリア密度NS とドレイン電流Id とに
基づいて、移動度μC を求める移動度算出工程とを備
え、移動度算出工程で求めたμC をチャネル領域の移動
度μとすることを特徴としている。
In another method for calculating the mobility according to the present invention (hereinafter referred to as the second invention method), the gate voltage V G is the threshold when the mobility μ of the channel region forming the MOSFET is obtained. In the subthreshold region lower than the value V th, a drain current measuring step of measuring the drain current I d under a predetermined gate voltage V G and drain voltage V d ,
According to the first correlation for obtaining the carrier density N S from the mobility μ, the source voltage V S and the drain voltage V d , the initial value of the mobility is μ I and the source voltage V S and the drain voltage V d are V S = V The calculated carrier density N S and the measured drain current I are obtained according to the carrier density calculation step of calculating the carrier density N S with d = V and the second correlation for calculating the mobility μ from the carrier density N S and the drain current I d. based on the d, and a mobility calculation step of obtaining the mobility mu C, a mu C obtained in mobility calculation step and the mobility mu of the channel region, the gate voltage V G is higher than the threshold V th In the region, a predetermined gate voltage V G and drain voltage V G
measuring a drain current I d under d, measuring a carrier density N S, in accordance with a second correlation seeking mobility μ from the carrier density N S and the drain current I d, the measured carrier density based on the N S and the drain current I d, and a mobility calculation step of obtaining a mobility mu C, is characterized in that the mobility mu of the channel region mu C obtained in mobility calculation step.

【0010】第2発明方法では、キャリア密度NS を比
較的測定し易い、ゲート電圧VG がしきい値Vthより高
い領域では、従来と同様な方法でNS を測定して、移動
度μを求め、キャリア密度NS を測定し難い、ゲート電
圧VG がしきい値Vthより低いサブスレッショルド領域
では、第1発明方法と同じ方法で移動度μを求める。
In the method of the second aspect of the invention, in a region where the carrier density N S is relatively easy to measure and the gate voltage V G is higher than the threshold value V th , N S is measured by a method similar to the conventional method, and mobility is measured. In the subthreshold region where it is difficult to measure the carrier density N S and the gate voltage V G is lower than the threshold value V th , the mobility μ is calculated by the same method as the first invention method.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明
する。実施例1 本実施例は、キャリア密度NS をシミュレーションによ
り求めて移動度μC を算出する第1発明方法の実施例で
あって、図1はその手順を示すフローチャートである。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiment 1 This embodiment is an embodiment of the first invention method for calculating the mobility μ C by obtaining the carrier density N S by simulation, and FIG. 1 is a flowchart showing the procedure.

【0012】第1ステップとして、所定のゲート電圧V
G 及びドレイン電圧Vd の下でドレイン電流Id を測定
する(ドレイン電流測定工程)。第2ステップとして、
移動度μ、ソース電圧VS 及びドレイン電圧Vd からキ
ャリア密度NS を求める第1の相関関係を規定する既知
のシミュレータを使用して、移動度の初期値をμI 、並
びにソース電圧VS 及びドレイン電圧Vd をVS=Vd
=Vとして、キャリア密度NS を求める(キャリア密度
算出工程)。移動度μの初期値μI を設定するに当たっ
ては、過去の移動度データに基づいて、最も期待できる
推測値をμI とする。また、キャリア密度算出工程で
は、V=0と設定するのが好ましい。
As a first step, a predetermined gate voltage V
The drain current I d is measured under G and the drain voltage V d (drain current measuring step). As the second step,
Using a known simulator that defines the first correlation for obtaining the carrier density N S from the mobility μ, the source voltage V S, and the drain voltage V d , the initial value of the mobility μ I and the source voltage V S And drain voltage V d as V S = V d
= V, the carrier density N S is determined (carrier density calculation step). In setting the initial value μ I of the mobility μ, the most probable estimated value is μ I based on the past mobility data. In the carrier density calculation step, it is preferable to set V = 0.

【0013】第3ステップとして、第2の相関関係に従
って、移動度を求める(移動度算出工程)。キャリア密
度NS 及びドレイン電流Id から移動度μを求める第2
の相関関係は、従来の移動度算出方法で使用してきた関
係であって、例えば、下記の式(1)及び(2)を使っ
て、 gd =Id /Vd (1) μ =(L/W)×{gd /(qNS )} (2) 移動度μC を求める。算出した移動度μC をMOSFE
Tを構成するチャネル領域の求める移動度μとする。
As a third step, the mobility is calculated according to the second correlation (mobility calculation step). Second determination of mobility μ from carrier density N S and drain current I d
Is a relationship that has been used in the conventional mobility calculation method. For example, using the following equations (1) and (2), g d = I d / V d (1) μ = ( L / W) × {g d / (qN S )} (2) Obtain the mobility μ C. The calculated mobility μ C
The mobility μ required for the channel region forming T is set.

【0014】実施例2 若し、μc がμI と大幅に異なる時には、μc を新しい
μI として再度同じようにして新しい移動度μc を求め
るのが好ましい。実施例2は、実施例1の改変例であっ
て、図2はその手順を示すフローチャートである。先
ず、実施例1と同様にして、初回のキャリア密度算出工
程(第2ステップ)及び移動度算出工程(第3ステッ
プ)を経て、移動度μC1を求める。μC1とμI1(初回の
移動度設定値)との差が許容値δ以下であるかどうか判
定する(第4ステップ)。μC1とμI1(初回の移動度設
定値)との差が許容値δ以下の場合には、μC1を求める
移動度μとする。
Embodiment 2 If μc is significantly different from μ I, it is preferable to determine μ c as a new μ I and again obtain a new mobility μ c. The second embodiment is a modification of the first embodiment, and FIG. 2 is a flowchart showing the procedure. First, similarly to the first embodiment, the mobility μ C1 is obtained through the first carrier density calculation step (second step) and the mobility calculation step (third step). It is determined whether the difference between μ C1 and μ I1 (the initial mobility setting value) is less than or equal to the allowable value δ (fourth step). If the difference between μ C1 and μ I1 (the initial mobility setting value) is less than or equal to the allowable value δ, μ C1 is determined as the desired mobility μ.

【0015】μC1とμI1との差が許容値δ以上の場合に
は、μC1を移動度の初期値μI2として、第2回目のキャ
リア密度算出工程及び移動度算出工程を実施してμC2
求める。以下、求めた移動度μCnと移動度の初期値μIn
との差が許容値δ以下に収まるまで、同様にしてキャリ
ア密度算出工程及び移動度算出工程をn−2回繰り返
す。得た移動度μCnを求める移動度μとする。以上の操
作により、より正確な移動度μを求めることができる。
When the difference between μ C1 and μ I1 is equal to or larger than the allowable value δ, μ C1 is used as the initial value μ I2 of the mobility, and the second carrier density calculating step and the mobility calculating step are performed. Calculate μ C2 . Below, the calculated mobility μ Cn and the initial mobility μ In
The carrier density calculation step and the mobility calculation step are repeated n-2 times in the same manner until the difference between and is within the allowable value δ or less. Let the obtained mobility μ Cn be the mobility μ to be obtained. By the above operation, more accurate mobility μ can be obtained.

【0016】実施例3 本実施例は、第2発明方法の実施例であって、図3はそ
の手順を示すフローチャートである。本実施例では、第
2ステップにおいて、ゲート電圧VG がしきい値Vth
り低いサブスレッショルド領域かどうか判断する。ゲー
ト電圧VG がしきい値Vthより低いサブスレッショルド
領域では、第3ステップにおいて実施例1と同様にして
シミュレータによりキャリア密度NS をシミュレーショ
ンにより求めて移動度を算出する。ゲート電圧VG がし
きい値Vthより高い領域では、第3ステップにおいて従
来の方法と同様にしてキャリア密度NS をいわゆるC−
V法により測定しする。次いで、算出したキャリア密度
S 又は測定したキャリア密度NS に基づいて移動度μ
C を算出し、それを求める移動度μとする。
Embodiment 3 This embodiment is an embodiment of the second invention method, and FIG. 3 is a flow chart showing the procedure. In the present embodiment, in the second step, it is determined whether the gate voltage V G is in the subthreshold region lower than the threshold V th . In the sub-threshold region where the gate voltage V G is lower than the threshold value V th , the mobility is calculated by simulating the carrier density N S by the simulator in the third step in the same manner as in the first embodiment. In the region where the gate voltage V G is higher than the threshold value V th , the carrier density N S is so-called C− in the third step as in the conventional method.
It is measured by the V method. Then, based on the calculated carrier density N S or the measured carrier density N S , the mobility μ
Calculate C and set it as the required mobility μ.

【0017】計算例 本計算例は、実施例1の具体的な計算例である。図5
は、第1ステップとして、所定のゲート電圧VG 及びド
レイン電圧Vd の下でドレイン電流Id を測定した結果
を示すグラフである。図6は、第2ステップとして、移
動度μ、ソース電圧VS 及びドレイン電圧Vd からキャ
リア密度NS を求める第1の相関関係を規定する既知の
シミュレータを使用して、移動度の初期値をμI 、並び
にソース電圧VS 及びドレイン電圧Vd をVS =Vd
Vとして、キャリア密度NS を求めた結果を示すグラフ
である。移動度μの初期値μI を設定するに当たって
は、過去の移動度データに基づいて、最も期待できる推
測値をμI とした。また、V=0と設定している。図7
は、第3ステップとして、第2の相関関係に従って、表
面垂直方向電界に対する移動度を求めた結果を示すグラ
フである。
Calculation Example This calculation example is a specific calculation example of the first embodiment. FIG.
FIG. 4 is a graph showing a result of measuring a drain current I d under a predetermined gate voltage V G and drain voltage V d as a first step. As a second step, FIG. 6 shows an initial mobility value using a known simulator that defines the first correlation for obtaining the carrier density N S from the mobility μ, the source voltage V S and the drain voltage V d. Μ I , and the source voltage V S and the drain voltage V d as V S = V d =
6 is a graph showing a result of obtaining a carrier density N S as V. In setting the initial value μ I of the mobility μ, the most promising estimated value was set to μ I based on the past mobility data. Also, V = 0 is set. FIG.
FIG. 6 is a graph showing a result of obtaining mobility with respect to an electric field in the surface vertical direction according to a second correlation as a third step.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明方法によれば、キャリア密度を測
定し難い微細化されたMOSFETにおけるサブスレッ
ショルド領域での移動度であっても、キャリア密度をシ
ミュレータにより算出することにより、正確な移動度を
算出することができる。また、従来の方法ではキャリア
密度を測定する際に必要であった外乱を抑制するための
煩雑なノイズ対策が本発明方法では不要であるから、移
動度の算出が簡単である。
According to the method of the present invention, even if the mobility is in the subthreshold region of a miniaturized MOSFET whose carrier density is difficult to measure, the carrier density can be calculated by a simulator to obtain accurate mobility. Can be calculated. Further, since the complicated noise countermeasure for suppressing the disturbance, which is required in the conventional method for measuring the carrier density, is unnecessary in the method of the present invention, the mobility can be calculated easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1の移動度の算出方法を示すフローチャ
ートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a mobility calculation method according to a first embodiment.

【図2】実施例2の移動度の算出方法を示すフローチャ
ートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a mobility calculating method according to a second embodiment.

【図3】実施例3の移動度の算出方法を示すフローチャ
ートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a mobility calculation method according to a third embodiment.

【図4】従来の移動度の算出方法を示すフローチャート
である。
FIG. 4 is a flowchart showing a conventional method of calculating mobility.

【図5】ゲート電圧対ドレイン電流のグラフである。FIG. 5 is a graph of gate voltage versus drain current.

【図6】ゲート電圧対キャリア密度のグラフである。FIG. 6 is a graph of gate voltage versus carrier density.

【図7】表面垂直方向電界対移動度のグラフである。FIG. 7 is a graph of surface vertical field versus mobility.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

なし None

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 MOSFETを構成するチャネル領域の
移動度μを求める際に、 所定のゲート電圧VG 及びドレイン電圧Vd の下でドレ
イン電流Id を測定するドレイン電流測定工程と、 移動度μ、ソース電圧VS 及びドレイン電圧Vd からキ
ャリア密度NS を求める第1の相関関係に従い、移動度
の初期値をμI 並びにソース電圧VS 及びドレイン電圧
d をVS =Vd =Vとしてキャリア密度NS を求める
キャリア密度算出工程と、 キャリア密度NS 及びドレイン電流Id から移動度μを
求める第2の相関関係に従い、算出したキャリア密度N
S と測定したドレイン電流Id とに基づいて、移動度μ
C を求める移動度算出工程とを備え、 移動度算出工程で求めたμC をチャネル領域の移動度μ
とすることを特徴とするMOSFETの移動度の算出方
法。
1. A drain current measuring step of measuring a drain current I d under a predetermined gate voltage V G and a drain voltage V d when determining a mobility μ of a channel region constituting a MOSFET, and a mobility μ. , the source voltage V S and the drain voltage V in accordance with the first correlation seeking carrier density N S from d, the initial value of the mobility mu I and source voltage V S and the drain voltage V d V S = V d = V a carrier density calculation step of obtaining a carrier density N S as the carrier density N S and the drain current I in accordance with a second correlation seeking mobility μ from d, the calculated carrier density N
Based on S and the measured drain current I d , the mobility μ
The mobility calculation step for obtaining C is performed, and μ C obtained in the mobility calculation step is used as the mobility μ of the channel region.
A method for calculating the mobility of a MOSFET, comprising:
【請求項2】 請求項1に記載のMOSFETの移動度
の算出方法において、 初回のキャリア密度算出工程及び移動度算出工程を経て
求めたμC1を第2回目のキャリア密度算出工程で移動度
の初期値μI2として、第2回目のキャリア密度算出工程
及び移動度算出工程を実施してμC2を求め、以下、求め
た移動度μCnと移動度の初期値μInとの差が許容値以下
に収まるまで、同様にしてキャリア密度算出工程及び移
動度算出工程をn−2回繰り返すことを特徴とするMO
SFETの移動度の算出方法。
2. The method of calculating the mobility of the MOSFET according to claim 1, wherein μ C1 obtained through the first carrier density calculation step and the mobility calculation step is used to calculate the mobility in the second carrier density calculation step. As the initial value μ I2 , the second carrier density calculation step and the mobility calculation step are performed to find μ C2 , and the difference between the obtained mobility μ Cn and the initial value μ In of the mobility is the allowable value. The MO is characterized in that the carrier density calculation step and the mobility calculation step are repeated n-2 times in the same manner until the following values are satisfied.
Calculation method of mobility of SFET.
【請求項3】 MOSFETを構成するチャネル領域の
移動度μを求める際に、 ゲート電圧VG がしきい値Vthより低いサブスレッショ
ルド領域では、所定のゲート電圧VG 及びドレイン電圧
d の下でドレイン電流Id を測定するドレイン電流測
定工程と、 移動度μ、ソース電圧VS 及びドレイン電圧Vd からキ
ャリア密度NS を求める第1の相関関係に従い、移動度
の初期値をμI 並びにソース電圧VS 及びドレイン電圧
d をVS =Vd =Vとしてキャリア密度NS を求める
キャリア密度算出工程と、 キャリア密度NS 及びドレイン電流Id から移動度μを
求める第2の相関関係に従い、算出したキャリア密度N
S と測定したドレイン電流Id とに基づいて、移動度μ
C を求める移動度算出工程とを備え、 移動度算出工程で求めたμC をチャネル領域の移動度μ
とし、 ゲート電圧VG がしきい値Vthより高い領域では、所定
のゲート電圧VG 及びドレイン電圧Vd の下でドレイン
電流Id を測定する工程と、 キャリア密度NS を測定する工程と、 キャリア密度NS 及びドレイン電流Id から移動度μを
求める第2の相関関係に従い、測定したキャリア密度N
S とドレイン電流Id とに基づいて、移動度μC を求め
る移動度算出工程とを備え、 移動度算出工程で求めたμC をチャネル領域の移動度μ
とすることを特徴とするMOSFETの移動度の算出方
法。
When obtaining the wherein the mobility of the channel region constituting the MOSFET mu, a low subthreshold region than the gate voltage V G is the threshold V th, under the predetermined gate voltage V G and drain voltage V d and the drain current measuring step of measuring the drain current I d in the mobility mu, in accordance with a first correlation determining carrier density N S from the source voltage V S and the drain voltage V d, the initial value of the mobility mu I and A carrier density calculation step of obtaining the carrier density N S by setting the source voltage V S and the drain voltage V d to V S = V d = V, and a second correlation for obtaining the mobility μ from the carrier density N S and the drain current I d. According to the calculated carrier density N
Based on S and the measured drain current I d , the mobility μ
The mobility calculation step for obtaining C is performed, and μ C obtained in the mobility calculation step is used as the mobility μ of the channel region.
And then, at a high gate voltage V G is the threshold V th region includes the steps of measuring the drain current I d under a predetermined gate voltage V G and drain voltage V d, and measuring the carrier density N S , The carrier density N measured according to the second correlation for obtaining the mobility μ from the carrier density N S and the drain current I d.
Based on the S and the drain current I d, the mobility mu and a mobility calculation step of calculating C, the mobility of the mu C obtained in mobility calculation step channel region mu
A method for calculating the mobility of a MOSFET, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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