Abbildungsverzeichnis
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-
Transiente Einschaltströme eines MOSFETs,
berechnet mit dem Gummel-, Mock- und dem hybriden Algorithmus
im oberen Bild. Detail des Substratstroms im unteren Bild.
-
Norm des Potentialinkrementes des
Gummel- und Mock-Algorithmus bei einem langsamen
Einschaltvorgang bei einer
Zeitschrittweite
und einer
Gate-Spannungsschrittweite
.
Durch Wahl eines günstigen
Umschaltpunktes kann ein hybrides Verfahren
die schnelle Konvergenz des Gummel-Verfahrens
aufrechterhalten.
-
Einschaltzeiten
von MOSFETs mit verschiedenen
geometrischen Kanallängen,
dargestellt im quadratischen Maßstab.
Parameter im oberen Bild ist die absolute Temperatur
,
im unteren Bild die Höhe der
angelegten Gate-Spannungsrampe
.
-
Transienter Elektronen- und Löchersubstratstrom
beim schnellen Kanalabbau in Abhängigkeit
der geometrischen Kanallänge (oberes Bild).
Abhängigkeit der am Substratkontakt
absorbierten Elektronenladung
von
der Dauer der fallenden Gate-Spannungsrampe
für verschiedene geometrische Kanallängen
(unteres Bild).
- Querschnitt durch den Oxidkörper eines MOSFETs.
- Elektronen- (oberes Bild) und Löcherstromdichten (unteres Bild)
der Doppel-Gate-MOS-Diode im thermodynamischen Gleichgewicht,
logarithmische Darstellung.
bis
Source-Kontakt,
bis
Kanal
und
bis
Drain-Kontakt.
- Elektronen- (oberes Bild) und Löcherkonzentration (unteres Bild)
der Doppel-Gate-MOS-Diode im thermodynamischen Gleichgewicht,
logarithmische Darstellung.
bis
Source-Kontakt,
bis
Kanal,
bis
Drain-Kontakt.
- Gewichtsfunktionen für den Source- (oberes Bild)
und Drain-Kontakt (unteres Bild)
der Doppel-Gate-MOS-Diode im thermodynamischen Gleichgewicht,
logarithmische Darstellung (x-Achse in Mikrometer).
bis
Source-Kontakt,
bis
Kanal,
bis
Drain-Kontakt.
Die größten Gradienten im
-Übergang, verschwindende
Gradienten in den hoch dotierten Kontaktgebieten.
- Elektronen- (oberes Bild, Ansicht vom Source-seitigen Ende)
und Löcherkonzentration (unteres Bild, Ansicht vom Drain-seitigen Ende)
der Doppel-Gate-MOS-Diode. Das Frontinterface (oben rechts) ist invertiert,
das Backinterface (unten rechts) akkumuliert.
- Gewichtsfunktionen für den
Source- (oberes Bild, Kontakt links am Rand)
und Drain-Kontakt (unteres Bild, Kontakt rechts am Rand)
der Doppel-Gate-MOS-Diode, logarithmische Darstellung
(x- und y-Achse in Mikrometer).
Gradienten am invertierten Frontinterface an der Drain-Kante,
am akkumulierten Backinterface am Source-seitigen Ende.
- Integrand des Elektronenstroms (
)
(oberes Bild) und Löcherstroms (
)
(unteres Bild) am Source-Kontakt
der vorwärtsgepolten Doppel-Gate-MOS-Diode,
logarithmische Darstellung (x-Achse in Mikrometer)
in
.
- Drain-Gewichtsfunktionen des SOI-MOSFETs für
=
(oberes Bild) und
=
(unteres Bild) in
linearer Darstellung.
- Substrat-Gewichtsfunktionen eines MOSFETs für
=
(oberes Bild) und
=
(unteres Bild) in
logarithmischer Darstellung.
Kanallänge sowie Kontakte und Zwischenräume
jeweils
.
-
Simulierter Elektronen-Emissionsstrom verglichen mit
Approximationen nach Simmons und Wei [101] im oberen Bild.
Verlauf des quasistatischen Ferminiveaus (strichliert)
im Vergleich zur zeitabhängigen
Verteilungsfunktion der Grenzflächen-Störstellen (durchgezogen)
bei
=
(siehe Pfeil im oberen Bild) im unteren Bild.
- Elektronen-Emissionsströme für donator- (oberes Bild)
und akzeptorartige (unteres Bild)
Grenzflächen-Störstellen verschiedener Dichte. Erreicht die fallende
Gate-Spannung die Schwellspannung
, tritt nichtstationäre
Emission ein, was durch Fallen der Kurven erkenntlich ist.
Schwach negative Verschiebung von
für die donatorartigen,
positive Verschiebung für die akzeptorartigen Störstellen.
- Kanal- und
-Übergangskomponenten sowie Summe des
Elektronen-Emissionsstromes
für
=
für akzeptorartige Störstellen (oberes Bild).
Zeitlicher Verlauf der Quasi-Ferminiveaus und
der Besetzunggrenze der Störstellen in der Kanalmitte
und am metallurgischen
-Übergang am Drain (unteres Bild).
- Löcher-Rekombinationsströme für donator- (oberes Bild)
und akzeptorartige (unteres Bild)
Grenzflächen-Störstellen verschiedener Dichte.
Mit steigender Dichte
ist die Verschiebung des Einsatzpunktes der
Rekombination negativ für die donatorartigen,
positiv für die akzeptorartigen Störstellen.
- Kanal- und
-Übergangskomponenten sowie Summe des
Löcher-Rekombinationsstromes für
=
akzeptorartiger Störstellen.
- Geometrie der Dünnfilm SOI
-Diode.
am Backinterface
nach Anlegen der Trapezspannung
am Frontinterface.
(Fallende Rampe von
, steigende Rampe
von
, fallende Rampe von
).
Typischer Einschwingvorgang
des Löchergenerationsstromes am verarmten Backinterface.
Zeitkonstante des Löcher-Einfangprozesses bei der
ersten fallenden Rampe ca.
. Die Spitzen
im Elektronenrekombinationsstrom tragen zum CP-Signal bei.
- Laterale Verteilung der Generationsstromdichten am Backinterface
im Bereich des
-Überganges (zwischen
-
)
an der Source-Seite der SOI
-Diode in
.
(oberes Bild) und
(unteres Bild).
x-Achse ist die
Zeit (in
, fallende Rampe von
von
bei
bis
bei
), die y-Achse verläuft am
Backinterface (metallurgischer
-Übergang
bei etwa
=
).
- Laterale Verteilung der Generationsstromdichten am Backinterface
im Bereich des
-Überganges (zwischen
)
an der Source-Seite der SOI
-Diode in
.
(oberes Bild) und
(unteres Bild).
x-Achse ist die
Zeit (in
, steigende Rampe von
von
bei
auf
bei
), die y-Achse
verläuft am Backinterface
(metallurgischer
-Übergang bei etwa
=
).
in Abhängigkeit der geometrischen Frontgate-Länge
für verschiedene Meßfrequenzen
. Der Schnittpunkt
der Kurven mit der x-Achse bei
=
definiert
die effektive Kanallänge
=
.
- Approximation der Verteilung der Grenzflächen-Störstellen
am Frontinterface durch eine (positive) lineare Funktion.
Experimentelle Daten aus [76]. Siehe
auch Abbildung 4.11
im Abschnitt 4.5.2.
- Experiment und Simulation
von
in Abhängigkeit des unteren
Frontgate-Spannungspegels
für verschiedene
Werte von
.
- Simulation von
in Abhängigkeit der
Backgate-Spannung
für verschiedene Werte der
uniformen Störstellendichte
am Backinterface (oberes Bild) bzw. für
verschiedene Werte der homogenen
Substratdotierung
(unteres Bild).
- Experiment und Simulation von
in Abhängigkeit
von
für verschiedene
Werte von
der Frontgate-Spannung
(oberes Bild, experimentelle Kurven punktiert).
Im unteren Teil sind die Stationärwerte
von
am Backinterface für die Spitzenwerte
von
(
) gegeben.
Die Abszissenlage des Maximums von
korrespondiert gut mit der symmetrischen Lage
der beiden
bezüglich
(vertikal strichliert markiert).
- Grenzflächen-Generationsströme
an
Front- (FI) und Backinterface (BI):
Invertiertes Backinterface (
=
)
bei steigender Flanke der Frontgate-Spannung
im oberen Bild; akkumuliertes
Backinterface (
=
)
bei fallender Flanke der Frontgate-Spannung
im unteren Bild.
-BI im oberen Bild und
-BI im unteren Bild
(beide punktiert eingetragen)
erzeugen die parasitäre CP-Komponente.
in Abhängigkeit der Flankensteilheit
bei
=
und in Abhängigkeit
von
bei
=
, beide für
invertiertes (
=
) und
akkumuliertes (
=
) Backinterface.
Die dimensionale Komponente erscheint deutlich
bei invertiertem Backinterface und variabler steigender
Flanke (Mechanismus A) bzw. bei
akkumuliertem Backinterface und variabler fallender
Flanke (Mechanismus B).
- Messung und Simulation von
in Abhängigkeit von den Flankensteilheiten (
=
)
der Frontgate-Spannung
für verschiedene
geometrische Kanallängen
der
-Diode. Resultate für invertiertes (oberes Bild,
=
)
und akkumuliertes (unteres Bild,
=
) Backinterface.
- CG(
), SCG(
) und CGS(
)
für den Parameter
=
,
im Vergleich;
Löcherstrom-Kontinuitätsgleichung (oberes Bild)
und Elektronenstrom-Kontinuitätsgleichung (unteres Bild).
Erste Gummel-Iteration von MOSFET-1.
- Vergleich von CGS(
) und GMRES(
,
)
mit dem Parameter
=
,
; MOSFET-2,
erste Gummel-Iteration.
Löcherstrom-Kontinuitätsgleichung (oberes Bild)
und Elektronenstrom-Kontinuitätsgleichung (unteres Bild).
- CGS (oberes Bild)
im Unterschied zu BiCGSTAB (unteres Bild)
mit verschiedener Vorkonditionierung.
Die Konvergenz ist für BiCGSTAB wesentlich glatter
(Löcherstrom-Kontinuitätsgleichung, 1.Gummel-Iteration, MOSFET-1).
Martin Stiftinger
Fri Oct 14 21:33:54 MET 1994