1.导言
近年来全球规模内呈现了新一轮的太空探究热潮，国际各首要航天大国相继出台了一系列雄心壮志的航天发展规划。空间技能的迅猛发展，使各种电子设备现已广泛应用于人造卫星、宇宙飞船等设备中，在天然空间辐射环境中往往因饱尝空间辐射而导致功能下降或失灵，乃至终究导致卫星或空间飞行器灾难性成果。因而，必须在辐照恶劣环境中的电子设备运用抗辐射的电子元器材。
绝缘体上硅与体硅器材相比较，其共同的绝缘层把器材和衬底离隔，减轻了衬底对器材的影响，下降了源漏极电容、消除了闩锁效应、改进了短沟道效应以及热载流子效应、进步了抗辐照功能等等，因而，SOI技能可以成功地应用于抗辐射范畴，其被国际上公认为“二十一世纪的硅集成电路技能”.SOI与体硅MOS器材结构的比较如图1所示。
一般依据在绝缘体上的硅膜厚度将SOI分红薄膜全耗尽FD(Fully Depleted)结构和厚膜部分耗尽PD(Partially Depleted)结构。本论文中规划的SOI MOS器材是薄膜全耗尽结构的，这是由于薄膜SOI结构的器材由于硅膜的悉数耗尽彻底消除“翘曲效应”,且这类器材具有低电场、高跨导、杰出的短沟道特性和挨近抱负的亚阈值斜率等长处。因而薄膜全耗尽FDSOI应该对错常有远景的SOI结构。
因而，对SOI MOS器材进行研究具有十分重要的含义。本论文将规划一个0.18μmH栅P-Well SOI MOS器材并对该器材进行电学特性仿真，经过仿真获取阈值电压和饱和电流这两个重要参数。
2.规划0.18μmH栅P-Well SOI MOSFET
整个规划流程为：首要，运用SentaurusStructure Editor东西修改器材的根本结构和设定注入粒子的类型和剂量;然后，在运用Sentaurus Structure Editor东西中的网格生成东西Mesh设置器材的网格参数;终究运用Sentaurus Device东西仿真器材的电学特性并测验。在这一部分，我将经过上述流程来规划一个0.18μmH栅P-Well SOI MOSFET器材。
关于器材结构的规划，器材结构的X和Y轴规模别离为[-0.3,0.3]和[-0.3,0.3],Z轴的规模为下面进程中设置的厚度的总和。
首要，画一层0.2μm厚度的硅衬底，硅衬底上画一层0.15μm厚度的绝缘氧化层，再在绝缘氧化层上画一层0.1μm厚的硅层(即顶硅层);然后，在顶硅上放置一层0.005μm厚度的氧化层，氧化层上放置一层宽度为0.18μm,厚度为0.04μm的多晶硅栅层;终究，在栅的周围放置侧墙并界说接触点。
经过上述进程，器材的根本结构现已完结。下面，往顶硅中注入剂量为1E+11cm-3的硼粒子来构成P-Well.在对源漏极进行注入粒子之前，需求先界说粒子注入的窗口，然后，设置注入粒子类型、峰值剂量、峰值方位和分散长度。源漏极注入粒子参数如表1所示。
器材的结构和掺杂粒子的一些参数现已设置好，现在需求做的作业便是设置网格，这儿设置了三个部分的网格，大局网格、顶硅层部分的网格和沟道处的网格。设置沟道处网格是由于仿真器材的电学特性时，粒子的传输首要是在沟道处，在沟道处设置合理的网格不只会进步仿真精度，也能优化仿真速度。
设置完网格后，就可以经过生成网格把器材结构，掺杂信息，网格信息集成到一个网格文件中，进行器材电学特性仿真时需求用到这个文件。
器材的电学特性仿真，可以理解为半导体器材(比方，晶体管或则二极管)电学特性的虚拟测验。器材被看作为有限网格点构成的结构，结构中的每个点都包含着金属类型、掺杂粒子类型和浓度等特点。关于每个点，载流子浓度、电流密度、电场强度、电子空穴对的生成和复合速率等都要进行核算。
3.成果和剖析
0.18μmH栅P-Well SOI MOSFET器材的结构和器材特性仿真如图2到图7所示。运用INSPECT东西显现器材电学特性曲线，TECPLOT_SV东西显现器材结构。这两个东西都在Sentaurus TCAD软件中。
图2和图3所示别离显现了生成网格之前的器材结构和生成网格之后的终究器材结构。图中显现的有斑纹的界面代表的是源极、漏极、栅极、衬底的接触点，这些接触点是为了器材特性仿真设置电压参数的。图中凹的当地是源极和漏极，凸的当地是H形栅极;按从上到下的次序看，下面3层结构别离为顶硅、绝缘氧化层、衬底。
