随着MOSFET的不断缩小特征尺寸逐渐逼进其物理极限,器件尺寸的进一步缩小面临一系列的困难.为了解决这些面临的问题,一个重要的手段和途径是新结构器件的研究,其中比较有代表性的新器件有UTB和双栅器件.对小尺寸下的新结构器件来说,量子化效应成为影响器件性能的一个不可忽略的因素.因此研究这类MOS器件中量子化效应解析模型对集成电路尺寸的继续缩小,电路集成度的继续提高具有重要的意义.该论文针对双栅和UTB器件的量子化效应解析模型的建立进行了研究,其中工作涉及双栅和UTB MOSFET中的电荷量子化效应、直接隧穿效应、阈值电压模型,直接隧穿电流模型以及器件参数对器件性能的影响等.其目的在于研究适于描述新结构MOSFET中量子化效应解析模型的方法,为新结构MOSFET器件结构的研究提供工具.利用数值方法自恰求解泊松方程和薛定谔方程,研究了了双栅MOSFET中反型层电荷量子化效应,分析反型层载流子浓度分布和电势分布.研究了双栅MOSFET中量子化效应的物理内涵,并就器件参数对双栅量子化效应产生的影响做了分析.根据量子力学中无限深势阱模型建立了双栅MOSFET量子化效应解析模型.利用该模型得到的结果与自恰得到的结果符合得很好.在此基础上建立了UTBMOSFET中量子化效应的解析模型,研究了UTB结构中的量子化效应.在此基础上建立了双栅和UTB器件计入量子化效应的阈值电压解析模型,并分析了器件参数对阈值电压的影响.该文首次在量子力学有限深势阱模型的基础上建立了一个考虑量反型层电荷子化效应和隧穿效应的UTB MOSFET阈值电压解析模型.并利用该模型研究了直接隧穿电流.该模型具有物理图像清晰,算法简便等优点,准确地揭示了量子力学影响阈值电压的实质,得到的结果与已有文献的报道符合得很好.该文对适于新结构MOSFET器件结构的模型方法的研究进行了探索,为新结构MOSFET器件结构的研究提供了理论工具.