仿真设备和仿真方法以及半导体器件制造方法

摘要

公开了一种仿真设备，其包括输入单元(11)、存储单元(12)、算术单元(16)、控制器(15)、以及输出单元(17)。输入单元输入面对栅极的薄多晶硅膜表面上的对应于TFT的栅极端的源极端出的第一电势(φ_S0)、其上形成栅极的薄多晶硅膜的背表面上的源极端处的第二电势(φ_b0)、面对栅极的薄多晶硅膜表面上的对应于TFT的栅极端的漏极端处的第三电势(φ_SL)、以及薄多晶硅膜的背表面上的漏极端处的第四电势(φ_bL)。通过基于第一到第四电势进行算术运算计算漏极电流(I_ds)，并且通过将缺陷态包括在内而形成模型。

主权项

1.一种对晶体管的器件特性进行仿真的仿真设备，在所述晶体管中，源极区和漏极区彼此分开地形成在绝缘衬底上的多晶硅层中，并且栅电极经由栅极绝缘膜形成在所述源极区和所述漏极区之间的沟道区上，该设备的特征在于包括：输入单元，其输入所述晶体管的器件模型方程和器件参数的初始值；存储单元，其存储从所述输入单元输入的所述器件模型方程和所述器件参数的所述初始值、以及所述晶体管的所希望的电压-电流特性；算术单元，其基于存储在所述存储单元中的所述器件参数的所述初始值进行算术运算，以计算在所述晶体管的所述多晶硅层的面对所述栅电极的表面上的与所述栅电极端邻近的源极区端处的第一电势φS0、在所述多晶硅层的面对所述绝缘衬底的表面上的源极区端处的第二电势φb0、在所述晶体管的所述多晶硅层的面对所述栅电极的表面上的与所述栅电极端邻近的漏极区端处的第三电势φSL、以及在所述多晶硅层的面对所述绝缘衬底的表面上的漏极区端处的第四电势φbL，并通过将所述第一电势φS0、所述第二电势φb0、所述第三电势φSL、以及所述第四电势φbL代入到存储在所述存储单元中的所述器件模型方程中中来计算漏极电流Ids；控制器，其控制所述输入单元、所述存储单元、以及所述算术单元，以对存储在所述存储单元中的所述晶体管的希望的电压-电流特性与基于通过所述算术单元的算术运算获得的所述漏极电流Ids的电压-电流特性进行比较，并通过改变所述器件参数直到差异变得不超过容许误差为止来获得模型参数；以及输出单元，其在所述控制器的控制下输出通过所述算术单元的算术运算获得的所述模型参数，其中所述器件模型方程被表示为Ids=WLμIDDβ IDD=COX(βVg′+1)(φSL-φS0)-β2COX(φSL2-φS02) -β2{qi(0)+qi(L)}(φSL-φS0)-{qi(0)-qi(L)} 其中所述源极区端处的电荷量qi(0)通过下式获得：qi(0)=2qϵsiNsubβ[exp(-βφS0)-exp(-βφb0)+β(φS0-φb0) +(βγNtS0Nsub){exp(γφS0)-exp(γφb0)}]12 并且所述漏极区端处的电荷量qi(L)通过下式获得：qi(L)=2qϵsiNsubβ[exp(-βφSL)-exp(-βφbL)+β(φSL-φbL) +(βγNtD0Nsub){exp(γφSL)-exp(γφbL)}]12 其中W为所述晶体管的沟道宽度，L为所述晶体管的沟道长度，μ为载流子迁移率，IDD为总的表面电荷量，β为热电压的倒数，COX 为栅极氧化物膜电容，Vg’为通过从栅源电压中减去平带电压所获得的电压，q为基本电荷，εsi为硅的介电常数，Nsub为衬底杂质浓度，NtS0为在所述源极区端处俘获的载流子的密度，NtD0为在所述漏极区端处俘获的载流子的密度，γ为衬底偏置效应系数，以及通过将其中形成所述晶体管的所述多晶硅层中的缺陷态包括在内来形成模型。