I GIDL = ⋅ ⋅
5.3 GIDL 電 流 モデルの計 算 値
5 . 3 . 1 パ ラ メ ー タ 抽 出 結 果 ( 1 )
従 来 モ デ ル で あ る H i S I M 1 の G I D L 電 流 モ デ ル が ， 実 際 の 9 0 ｎ ｍ テ ク ノ ロ ジ の G I D L 電 流 測 定 値 に 対 し て ど の 程 度 一 致 す る か を 検 証 す る 為 に ， パ ラ メ ー タ 抽 出 し た 結 果 を 図 ５ ． ３ に 示 す ． 抽 出 し た デ バ イ ス で は G I D L 電 流 は 測 定 値 の 増 減 と 同 じ 傾 向 を 示 す が 一 致 す る ま で に は 至 ら な い ．
5 . 3 . 2 抽 出 結 果 の 誤 差 ( 1 )
パ ラ メ ー タ 抽 出 結 果 に お い て ， 測 定 値 と 計 算 値 が ど の 程 度 一 致 し て い る か を 評 価 す る 指 標 と し て ， ( ３ ． ２ ０ ) 式 で 定 義 し た 誤 差 指 数 E を 使 う ． こ こ で ， s i m は 計 算 値 を ，m s r は 測 定 値 を 示 す ．
msr
E
= sim
10
( 5 . 1 4 )誤 差 指 数 E を 使 っ て 計 算 し た 結 果 を 図 ５ ． ４ に 示 す ． ゲ ー ト ・ ソ ー ス 間 電 圧 V g s の 低 い 領 域 で 乖 離 が 見 ら れ る ． ド レ イ ン 電 流 部 分 の 誤 差 を 除 い た 蓄 積 領 域 で の ， N M O S 素 子 の 最 大 誤 差 指 数 は － ０ ． ４ ５ と な る ．
92
1.E-13 1.E-12 1.E-11 1.E-10 1.E-09 1.E-08 1.E-07 1.E-06 1.E-05 1.E-04 1.E-03
-1 -0.5 0 0.5 1 1.5
Vg (V)
Id_log (A)
ID.m
ID_HiSIM+IGIDL_HiSIM
図 5 . 3 ： 測 定 値 ( ○ 印 ) と H i S I M 1 計 算 値 ( × 印 ) の 比 較 結 果 . ( 横 軸 ： ゲ ー ト 電 圧 ， 縦 軸 ： G I D L 電 流 ， W / L = 1 0 u m / 1 0 u m ， V d s ： 5 0 m V , 1 . 0 V ， V g s ： - 0 . 8 ～ + 1 . 5 V / 2 0 m V ス テ ッ プ ， V b s ： 0 V . )
-1.5
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
Vg (V)
Error_Index
図 5 . 4 ： パ ラ メ ー タ 抽 出 結 果 の 誤 差 指 数 . ( 横 軸 ： ゲ ー ト 電 圧 ， 縦 軸 ： G I D L 電 流 の 誤 差 指 数 . )
5 . 3 . 3 パ ラ メ ー タ 抽 出 結 果 ( 2 )
検 証 し た N M O S の 素 子 寸 法 を 表 ５ ． ２ に 示 し ， 提 案 す る G I D L 電 流 モ デ ル の 計 算 値 と ９ ０ n m プ ロ セ ス の 測 定 値 と の 比 較 を 図 ５ ． ５ に 示 す ．
第５章 GIDL 電流モデリング技術
93
表 5 . 2 ： 評 価 素 子 . 単 位 : u m 素 子 型 W e f f / L e f f
A N M O S 0 . 1 3 1 / 0 . 2 1 5 B N M O S 1 0 . 0 1 1 / 0 . 2 1 5 C N M O S 0 . 1 3 1 / 0 . 3 7 5 D N M O S 1 0 . 0 1 1 / 0 . 3 7 5 E N M O S 1 0 . 0 1 1 / 9 . 9 7 5
N M O S と 同 様 に ， 検 証 し た P M O S の 素 子 寸 法 を 表 ５ ． ３ に 示 し ， 提 案 す る G I D L 電 流 モ デ ル の 計 算 値 と ９ ０ n m プ ロ セ ス の 測 定 値 と の 比 較 を 図 ５ ． ６ に 示 す ．
表 5 . 3 ： 評 価 素 子 . 単 位 : u m 素 子 型 W e f f / L e f f
F P M O S 1 0 . 0 1 1 / 0 . 0 7 3 G P M O S 0 . 1 3 1 / 9 . 9 8 3
検 証 し た 代 表 的 な N M O S ５ 素 子 ， P M O S ２ 素 子 の 計 算 値 で は ド レ イ ン ・ ソ ー ス 間 電 圧 依 存 性 と ゲ ー ト ・ ソ ー ス 間 電 圧 依 存 性 に お い て 測 定 値 と 電 流 の 増 減 の 傾 向 が 一 致 す る ．
94
1.E-12 1.E-11 1.E-10 1.E-09 1.E-08 1.E-07 1.E-06 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 Vg (V)
Id_log (A)
ID.m
ID_HiSIM+IGIDL_HiSIM
1.E-12 1.E-11 1.E-10 1.E-09 1.E-08 1.E-07 1.E-06 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 Vg (V)
Id_log (A)
ID.mID_HiSIM+IGIDL_HiSIM
( a ) 素 子 A ( b ) 素 子 B
1.E-12 1.E-11 1.E-10 1.E-09 1.E-08 1.E-07 1.E-06 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 Vg (V)
Id_log (A)
ID.mID_HiSIM+IGIDL_HiSIM
( c ) 素 子 C
1.E-12 1.E-11 1.E-10 1.E-09 1.E-08 1.E-07 1.E-06 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 Vg (V)
Id_log (A)
ID.mID_HiSIM+IGIDL_HiSIM
1.E-12 1.E-11 1.E-10 1.E-09 1.E-08 1.E-07 1.E-06 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 Vg (V)
Id_log (A)
ID.mID_HiSIM+IGIDL_HiSIM
( d ) 素 子 D ( e ) 素 子 E
図 5 . 5 ： N M O S の 測 定 値 ( ○ 印 ) と H i S I M 2 計 算 値 ( × 印 ) の 比 較 結 果 . ( 横 軸 ： ゲ ー ト 電 圧 ， 縦 軸 ： G I D L 電 流 ， V d s ： 5 0 m V , 0 . 5 V , 1 . 0 V , 1 . 4 V ， V g s ： - 0 . 8 ～ + 1 . 3 V / 2 0 m V ス テ ッ プ ， V b s ： 0 V . )
第５章 GIDL 電流モデリング技術
95
1.E-12 1.E-11 1.E-10 1.E-09 1.E-08 1.E-07 1.E-06 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 Vg (V)
Id_log (A)
ID.mID_HiSIM+IGIDL_HiSIM
1.E-12 1.E-11 1.E-10 1.E-09 1.E-08 1.E-07 1.E-06 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 Vg (V)
Id_log (A)
ID.mID_HiSIM+IGIDL_HiSIM
( a ) 素 子 F ( b ) 素 子 G
図 5 . 6 ： P M O S の 測 定 値 ( ○ 印 ) と H i S I M 2 計 算 値 ( × 印 ) の 比 較 結 果 . ( 横 軸 ： ゲ ー ト 電 圧 ， 縦 軸 ： G I D L 電 流 ， V d s ： 5 0 m V , 0 . 5 V , 1 . 0 V , 1 . 4 V ， V g s ： - 0 . 8 ～ + 1 . 3 V / 2 0 m V ス テ ッ プ ， V b s ： 0 V . )
5 . 3 . 4 抽 出 結 果 の 誤 差 ( 2 )
パ ラ メ ー タ 抽 出 結 果 に お い て ， 測 定 値 と 計 算 値 が ど の 程 度 一 致 し て い る か を 評 価 す る 指 標 と し て ， ( ５ ． １ ４ ) 式 で 定 義 し た 誤 差 指 数 E を 使 う ． パ ラ メ ー タ 抽 出 を 行 っ た N M O S ５ 素 子 の 誤 差 指 数 を 図 ５ ． ７ に 示 し ， P M O S ２ 素 子 の 誤 差 指 数 を 図 ５ ． ８ に 示 す ．
G I D L 電 流 は I d - V g 特 性 に お い て ， ゲ ー ト 電 圧 が 負 の 部 分 で 観 測 さ れ る 電 流 で ， ゲ ー ト 電 圧 の 深 い 部 分 で の 精 度 は 良 い ． 一 方 ド レ イ ン 電 流 と G I D L 電 流 の 重 ね 合 せ 部 分 で あ る ゲ ー ト 電 圧 が ０ V 付 近 で 誤 差 指 数 が 多 少 悪 く な る ． ド レ イ ン 電 流 部 分 の 誤 差 を 除 い た 蓄 積 領 域 で の ， N M O S ５ 素 子 の 最 大 誤 差 指 数 は ＋ ０ ． ２ ４ ， P M O S ２ 素 子 の 最 大 誤 差 指 数 は － ０ ． ２ ８ と な る ．
96
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
Vg (V)
Error_Index
-1.5
-1 -0.5 0 0.5 1 1.5
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
Vg (V)
Error_Index
( a ) 素 子 A ( b ) 素 子 B
-1.5
-1 -0.5 0 0.5 1 1.5
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
Vg (V)
Error_Index
( c ) 素 子 C
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
Vg (V)
Error_Index
-1.5
-1 -0.5 0 0.5 1 1.5
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
Vg (V)
Error_Index
( d ) 素 子 D ( e ) 素 子 E
図 5 . 7 ： N M O S の パ ラ メ ー タ 抽 出 結 果 の 誤 差 指 数 . ( 横 軸 ： ゲ ー ト 電 圧 ， 縦 軸 ： G I D L 電 流 の 誤 差 指 数 . )
第５章 GIDL 電流モデリング技術
97
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
Vg (V)
Error_Index
-1.5
-1 -0.5 0 0.5 1 1.5
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
Vg (V)
Error_Index
( a ) 素 子 F ( b ) 素 子 G
図 5 . 8 ： P M O S の パ ラ メ ー タ 抽 出 結 果 の 誤 差 指 数 . ( 横 軸 ： ゲ ー ト 電 圧 ， 縦 軸 ： G I D L 電 流 の 誤 差 指 数 . )