版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
半导体体电荷效应
半导体体电荷效应
在MOS场效应管的电流-电压关系计算的时候,理想的条件下沟道下面的厚度近似不变,电荷密度QBm(x)基本上和位置无关。当UDS增加,尤其是当UDS接近于UDsat
时,沟道下面的耗尽层厚度明显不为常数,这时必须考虑体电荷变化的影响。表面开始强反型的表面势表面耗尽层内单位面积上电离受主的电荷密度沟道方向有电压降
当栅极电压较高时,发现载流子迁移率下降,这是因为UGS
较大时,垂直于表面的纵向电场也较大,载流子在沿沟道作漂移运动时与Si-SiO2界面发生更多的碰撞,使迁移率下降。经验数据表明,在低电场时是常数,电场达到0.5~1
105V/cm时,迁移率开始下降。然而,迁移率下降的结果表明:饱和工作区,漏-源电流随UGS的增加不按平方规律;线性工作区,对于UGS较大的情况下曲线汇聚在一起;已知:原因:迁移率随纵向电场的增大而降低的规律在线性工作区非常数表面迁移率效应使迁移率下降,使电流-电压特性变差。低电场时的迁移率电场下降系数通过氧化层的纵向电场表面强反型条件反型区电荷简单模型估算的电流偏高20%~50%,而且UDSat也偏大。通常在电流小于最大值的20%时,两种模型的结果基本相符衬底掺杂浓度降低后,体电荷影响减弱根据课本241页式子4-52的推理没有考虑体电荷的变化短沟道效应——L的影响
如果沟道长度缩短,源结与漏结耗尽层的厚度可与沟道长度比拟时,沟道区的电势分布将不仅与由栅电压及衬底偏置电压决定的纵向电场EX有关,而且与由漏极电压控制的横向电场EY也有关。短沟道效应——在沟道区出现二维电势分布以及高电场,会导致阈值电压随L的缩短而下降,亚阈值特性的降级以及由于穿通效应而使电流饱和失效;此时,缓变沟道的近似不成立,二维电场分布导致阈值电压随沟道的长度变化。沟道长度缩短,沟道横向电场增大时,沟道区载流子的迁移率变化与电场有关,最后使载流子速度达到饱和。当电场进一步增大时,靠近漏端处发生载流子倍增,从而导致衬底电流及产生寄生双极型晶体管效应,强电场也促使热载流子注入氧化层,导致氧化层内增加负电荷及引起阈值电压移动、跨导下降等1、短沟道MOS管的亚阈值特性实践发现:当沟道缩小时,由于漏沟静电反馈效应,阈值电压UT显著减小。标准N沟MOS制作工艺:衬底为(100)晶面的P型硅片,栅氧化层取一定的厚度,用X射线光刻的方法得到长度从1~10
m的多晶硅栅,它们的宽度均为70
m,漏和源区由砷离子注入及随后的退火工艺形成。根据注入能量及退火条件,可得到从0.25~1.56
m的不同结深,接触金属采用铝制作。显然:1、亚阈值电流与漏极电压UD无关,
2、图中表现为实线(UD=1.0V)与虚线(UD=0.5V)偏离,但当沟道长度从7
m变短为1.5
m情况,亚阈值电流与UD的关系变的明显。显然:1、当衬底掺杂浓度较低()时,器件偏离长沟道特性也变的显著,即使在L=7
m时,实线与虚线也已开始分离。
2、当L=1.5
m时,长沟道特性几乎全部消失,器件甚至不能“截止”了,由图可以得出,沟道缩小时,UT
显著减小。2、最小沟道长度Lmin
当MOS场效应晶体管管氧化层厚度为100~1000Å,衬底掺杂浓度为1014~1017cm
3,结深为0.18~1.5
m,漏极电压直到5V,由此可得到下述表示具有长沟道亚阈值特性最小沟道长度
Lmin的经验公式:XS
+Xd为源-漏一维突变结耗尽区厚度之和当UD=0时,Xd与XS相等。测量结果及计算结果的
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 解析数字医疗:探索与实践
- 建筑工地安全宝典
- 黑龙江省鸡西虎林市东方红林业局2023-2024学年八下物理期末综合测试模拟试题及答案解析
- 2024届河北省邢台一中高一下数学期末经典模拟试题含解析
- 2023-2024学年河南省南阳市南阳市第一中学高一下数学期末达标检测模拟试题含解析
- 安徽省宣城市六校2023-2024学年数学高一下期末学业水平测试模拟试题含解析
- 2024年自营批发服务合作协议书
- 河南省鹿邑县2024年物理八下期末综合测试试题及答案解析
- 2023-2024学年陕西省西安交通大附属中学八年级物理第二学期期末联考模拟试题及答案解析
- 江苏省苏州市吴中学、吴江、相城区2023-2024学年物理八下期末达标检测模拟试题及答案解析
- 街道卫生健康工作计划
- 企事业单位全面风险清单(含内控风险-2023版-雷泽佳编制)
- 《点亮小灯泡》实验说课稿
- 2024届广东省莞市东华中学中考三模数学试题含解析
- 2024年证券从业资格-金融市场基础知识考试历年真题摘选附带答案
- 中国废酸回收行业市场研究分析及未来前景规划报告
- 外来医疗器械清洗消毒
- 北京市人民大学附属中学2024届高考语文三模试卷含解析
- MOOC 大学物理-电磁学-国防科技大学 中国大学慕课答案
- 2024年重庆空港人力资源管理有限公司招聘笔试参考题库附带答案详解
- 付款担保合同【带重点条款】
评论
0/150
提交评论