[发明专利]一种多层堆叠的环栅场效应晶体管沟道温度预测的方法

权利要求书

1.一种多层堆叠的环栅场效应晶体管沟道温度预测的方法，其特征在于，包括：

步骤一：获取多层沟道堆叠的环栅场效应晶体管的结构参数和热学参数，包括晶体管各区域的几何尺寸、堆叠沟道的数量、各区域材料的热导率、不同材料间的边界热阻及晶体管的热边界条件；

步骤二：基于有限元仿真工具，搭建用于提取环栅场效应晶体管结构热阻抽取的第一类去嵌入结构Si-Ch_a，a为沟道层的标号，a的取值为正整数且取值范围为1至m，m为堆叠沟道的数量，所述第一类去嵌入结构Si-Ch_a的第a层沟道的材料与多层沟道堆叠的环栅场效应晶体管沟道的材料相同，其余层沟道材料为绝缘体；

步骤三：基于有限元仿真工具，提取第一类去嵌入结构Si-ch_a中第a层沟道的结构热阻R_thaa；

步骤四：搭建用于提取环栅场效应晶体管结构热阻抽取的第二类去嵌入结构Si-Ch_ab，a和b均为沟道层的标号，a和b的取值均为正整数且a的取值范围为1至m-1，b的取值范围为2至m，m为堆叠沟道的数量，且a＜b，所述第二类去嵌入结构Si-Ch_ab中第a和b层沟道的材料与多层沟道堆叠的环栅场效应晶体管沟道的材料相同，其余层沟道材料均为绝缘体；

步骤五：基于有限元仿真工具，根据热的线性叠加理论，提取第a层和第b层沟道之间的耦合热阻R_coab和R_coba，其中，R_coab为第b层沟道工作时造成的第a层沟道温度上升的耦合热阻，R_coba为第a层沟道工作时造成的第b层沟道温度上升的耦合热阻；

步骤六：基于步骤三中提取的结构热阻R_thaa和步骤五中提取的耦合热阻R_coab和R_coba，基于热阻矩阵理论和热的线性叠加理论，使用牛顿迭代算法，预测环栅场效应晶体管各层沟道的工作温度。

2.根据权利要求1所述的一种多层堆叠的环栅场效应晶体管沟道温度预测的方法，其特征在于，所述第a层沟道的结构热阻R_thaa由第一类去嵌入结构Si-ch_a中第a层沟道的峰值温度和该层沟道流过的电流获得：

R_thaa＝(T_aa-a-T_amb)/(I_a-a×V_DS)

其中，T_aa-a为通过有限元仿真工具获得的第一类去嵌结构Si-ch_a中第a层沟道的峰值工作温度，T_amb为外界环境参考温度，I_a-a为第a层沟道中流过的电流，V_DS为晶体管的漏极输入电压。