[发明专利]一种场效应晶体管阈值电压提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种场效应晶体管阈值电压提取方法，尤其是一种纳米鳍式场效晶体管(FinFET)场效应晶体管阈值电压提取方法。

背景技术

随着集成电路技术迅速发展到纳米级，FinFET场效应晶体管以其优化的结构和强大的栅控能力成为极具希望的候选结构之一。而且随着集成电路的集成密度和复杂程度越来越高，要求电路设计精度高，周期短，成本低，设计差错尽量少。阈值电压Vth作为半导体器件的关键参数，对保证集成电路功能的设计成功具有决定性意义。阈值电压有过很多定义和提取方法，但是由于FinFET极薄的体区和极短的沟道长度，使得阈值电压受短沟效应和超薄体的影响，导致提取结果对偏压的波动非常敏感，影响提取结果的准确性。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，如何提供一种场效应晶体管阈值电压提取方法，能大大降低或排除偏置条件和小尺寸效应的影响。

本发明的技术问题这样解决：构建一种场效应晶体管阈值电压提取方法，包括以下步骤：

101)选择三点不同漏-源电压Vds，将栅-源电压Vgs从-0.5伏扫描到+1.5伏，测试出FinFET场效应晶体管的转移电流特性曲线Ids-Vgs，确定器件正常工作；

102)选择三点不同栅-源电压Vgs，将Vds从0伏扫描到+1.5伏，测试出FinFET场效应晶体管的输出电流特性曲线Ids-Vds；将漏-源输出电流Ids对Vds求导，得到输出电导特性曲线Gout-Vds；当Vds较小时，Gout与Vds呈线性关系；利用线性拟合，在线性区内得到Vgs＝Vgs1条件下直线的截距A1和斜率B1，和Vgs＝Vgs2条件下直线的截距A2和斜率B2，其中：Vgs1≠Vgs2；

103)利用公式III和公式VI计算FinFET场效应晶体管的阈值电压Vth，并画出Vth-Vds的关系曲线；其中：

η_A和η_B是：

输出电导特性曲线Gout-Vds的线性区外推线的截距η_A和输出电导特性曲线Gout-Vds的线性区外推线的斜率η_B；

公式III是：

ηA=A1|Vgs1A2|Vgs2=1+θ(Vgs2-Vth)1+θ(Vgs1-Vth)·(Vgs1-Vth)(Vgs2-Vth);]]>