双栅CMOS核心模型研究成果发表 纳器件物理和电路模型取得新进展
北京大学教授何进博士率领的纳太器件和电路研究组在国家自然科学基金和留学回国人员科研启动基金支持下，最近在纳米CMOS器件物理和集成电路仿真模型领域又取得重要突破，其研究成果“双栅CMOS器件核心模型”在国际电子电气工程师协会（IEEE）相关领域最权威的学术期刊《电子器件杂志，IEEE Trans. Electron Devices》2008年3月刊上发表。这是该研究组在该权威期刊上继2006年在“先进模型和45纳米模型挑战”专辑（Special issue on advanced compact models and 45-nm modeling challenging上发表”纳米CMOS器件物理基本解”和“MOS器件量子效应模拟”两篇重要论文及2007年在“纳电子器件模型和模拟专辑（Special issue on advanced compact models and 45-nm modeling challenging)上发表“纳米环栅CMOS 器件模型基本解”研究论文后，在微纳电子器件和集成电路模型领域取得的又一最新进展。
双栅场效应晶体管（DG MOSFET）一直被业界认为最有可能替代传统平面体硅CMOS器件结构而在22nm及其以下技术节点被工业界采用。相比于传统的体硅场效应晶体管，双栅CMOS具有良好的亚域特性、更高的沟道载流子迁移率、更强的栅控能力。但是由于其前栅与背栅之间的耦合作用，体内载流子同时受两个栅控制，器件在工作时能够出现独特的“体反型”效应。同时，双栅CMOS因为必须采用超薄硅膜（Ultra-thin-body: UTB）结构才能发挥自己的优点，此时的微观量子电荷厚度已经可以与薄硅膜相比，因此体硅器件理论和建模中常被使用的片电荷分布假设不再能够描述其沟道内的载流子分布。双栅场效应晶体管另外一个独特的性质是前后栅可以独立（indepednet）或者非独立(common)地控制，这样给电路设计者提供非常大的设计空间。另外前后栅使用的栅氧厚度、栅材料（symmetric or asymmetric）也可以独立选择，极大地增强了其设计的灵活性。由此，一个实用的器件模型必须同时包含这些不同的工作模式及应用于这些不同的器件结构。
虽然近年来研究人员已经发展出一系列双栅CMOS模型，能够准确的描述GCA近似下双栅场效应晶体管沟道内的电势电场分布，但是到目前为止并没有得到一个严格的基于物理推导的双栅CMOS电流表达式，而这样一个电流模型是发展双栅电路仿真模型最核心的部分。何进博士小组最近发表的这样一套双栅器件模型能够适用于多种工作模式（symmetric, asymmetric, independent, common-control）及多种器件结构（SOI, FinFET, Trigate FET）。该模型不但很好地描述了非掺杂双栅场效应晶体管在任意结构和偏置条件下沟道内的电势、电场及载流子分布，并且首次得到了能够使用于各种工作模式及工作区域的电流解析模型。这个电流表达式完全基于基本的器件物理，在各个工作区域间自然连续而不需要人为的平滑函数，该研究成果必将带动双栅CMOS场效应晶体管器件物理的研究发展和促进双栅CMOS电路模型的实际应用。
何进博士于2005年9月从美国加州大学BERKELEY分校归国后被北京大学聘为教授，在北京大学和有关基金的支持下，迅速建立了纳米和太赫兹器件和电路研究室（TSRC）。近年来，他在国际重要期刊上发表了70余篇SCI论文，近150篇EI论文。更难得的是，在权威的IEEE期刊上就发表了10余篇第一作者论文，引起国际学术界的重视和注目。何进博士小组主要从事纳米CMOS器件新结构和电路模型，非传统纳米CMOS器件物理和传输机理的研究工作。
双栅场效应晶体管（DG MOSFET）一直被业界认为最有可能替代传统平面体硅CMOS器件结构而在22nm及其以下技术节点被工业界采用。相比于传统的体硅场效应晶体管，双栅CMOS具有良好的亚域特性、更高的沟道载流子迁移率、更强的栅控能力。但是由于其前栅与背栅之间的耦合作用，体内载流子同时受两个栅控制，器件在工作时能够出现独特的“体反型”效应。同时，双栅CMOS因为必须采用超薄硅膜（Ultra-thin-body: UTB）结构才能发挥自己的优点，此时的微观量子电荷厚度已经可以与薄硅膜相比，因此体硅器件理论和建模中常被使用的片电荷分布假设不再能够描述其沟道内的载流子分布。双栅场效应晶体管另外一个独特的性质是前后栅可以独立（indepednet）或者非独立(common)地控制，这样给电路设计者提供非常大的设计空间。另外前后栅使用的栅氧厚度、栅材料（symmetric or asymmetric）也可以独立选择，极大地增强了其设计的灵活性。由此，一个实用的器件模型必须同时包含这些不同的工作模式及应用于这些不同的器件结构。
虽然近年来研究人员已经发展出一系列双栅CMOS模型，能够准确的描述GCA近似下双栅场效应晶体管沟道内的电势电场分布，但是到目前为止并没有得到一个严格的基于物理推导的双栅CMOS电流表达式，而这样一个电流模型是发展双栅电路仿真模型最核心的部分。何进博士小组最近发表的这样一套双栅器件模型能够适用于多种工作模式（symmetric, asymmetric, independent, common-control）及多种器件结构（SOI, FinFET, Trigate FET）。该模型不但很好地描述了非掺杂双栅场效应晶体管在任意结构和偏置条件下沟道内的电势、电场及载流子分布，并且首次得到了能够使用于各种工作模式及工作区域的电流解析模型。这个电流表达式完全基于基本的器件物理，在各个工作区域间自然连续而不需要人为的平滑函数，该研究成果必将带动双栅CMOS场效应晶体管器件物理的研究发展和促进双栅CMOS电路模型的实际应用。
何进博士于2005年9月从美国加州大学BERKELEY分校归国后被北京大学聘为教授，在北京大学和有关基金的支持下，迅速建立了纳米和太赫兹器件和电路研究室（TSRC）。近年来，他在国际重要期刊上发表了70余篇SCI论文，近150篇EI论文。更难得的是，在权威的IEEE期刊上就发表了10余篇第一作者论文，引起国际学术界的重视和注目。何进博士小组主要从事纳米CMOS器件新结构和电路模型，非传统纳米CMOS器件物理和传输机理的研究工作。