第六章 MOSFET 及相关器件rcises.doc

习题6.1 MOS二极管1. 试画出VGVT时，n衬底的理想MOS二权管的能带图2试画出VG0时，p衬底的n+多晶硅栅极MOS二极管的能带图3试画出p衬底于平带条件下，n+多晶硅栅极MOS二极管的能带图4请画出于反型时，n衬底的理想MOS二权管的(a)电荷分布、(b)电场分布以及(c)电势分布5一NA51016 cm-3的金属-SiO2-Si电容器，请计算表面耗尽区的最大宽度6一NA51016cm-3以及d8nm的金属-SiO2-Si电容器，请计算C-V图中最小的电容值. *7一理想-SiO2-Si MOS二极管的d5nm，NA1017cm-3，试找出使硅表面变为本征硅所需的外如偏压以及在界面处的电场强度8一理想-SiO2-Si MOS的d10nm，NA51016 cm-3，试找出使界面强反型所需的外加偏压以及在界面处的电场强度 *9假设氧化层中的氧化层陷阱电荷Qot有均匀的单位体积电荷密度体ot（y）q1017 cm-3，其中y为电荷所在的位置与金属-氧化层界面间的距离，氧化层的厚度为10nm，试计算因Qot所造成的平带电压的变化10假设氧化层中的氧化层陷阱电荷Qot，为薄电荷层，且其在y5nm处的面密度为51011 cm-3，氧化层的厚度为10nm。试计算因Qot所导致的平带电压变化。11假设氧化层中的氧化层陷阱电荷呈三角形分布，ot (y)q51023y(cm-3)，氧化层的厚度为10nm。试计算因Qot所导致的平带电压变化12假设原先有一薄片可动离子层位于金属-SiO2的界面，在经过长时间高正电压应力及高温条件之后，可移动离子全部漂移至SiO2-Si的界面处，并造成平带电压有0.3V的变化氧化层的厚度为10nm，请找出Qm的面密度6.2 MOSFET基本原理13假设VD(VGVT)，试推导式(34)与式(35)*14当漏权与栅极连接，且源极与衬底均接地的条件下，试推导MOSFET的I-V特性能否由这些特性得出其阈值电压值?15若一长沟道MOSFET的L1m，Z10m，NA51016 cm-3，n800cm2(Vs)，C。3.4510-7Fcm2，VT0.7V，试找出于VG=5V时的VDsat与IDsat16若一亚微米MOSFET的L025m，Z5m，NA1017cm-3，n500cm2(Vs)，C。3.4510-7Fcm2，VT0.5V，试找出在VG1V与VD=0.1V时的沟道电导17针对习题16中的器件，试找出其跨导18一n沟道的n多晶硅-SiO2-Si MOSFET，其NA1017cm-3，Qfq51010cm-2，d10nm，试计算其阈值电压19针对习题18中的器件，硼离子注入使闻值电压增加至十0.7V，假设注入的离子在SiO2-Si的界面处形成一薄片负电荷，请计算注入的剂量20一p沟道的n多晶硅-SiO2-Si MOSFET，其ND1017cm-3，Qfq51010cm-2，d10nm，试计算其阈值电压21针对习题20中的器件，硼离子注入使闽值电压减少至0.7V，假设注入的离子在SiO2-Si的界面处形成一薄片负电荷；清计算注入的剂量22针对习题20中的器件,假如n+多晶硅栅极更换为p+多晶硅栅极，则阈值电压将会如何变化?23一结构如本章图5.21的场效应晶体管，其NA1017cm-3，Qq1011cm-2，且以n+多晶硅局部连线作为其栅极假如需要充分地隔绝器件，并使其VT20V，试计算所需的最小氧化层厚度24一MOSFET的阈值电压VT0.5V，亚阈值摆幅为100mVdecade，且在VT时漏极电流为0.1A请问于VG0时的亚阈值漏电流为多少?25针对习题24中的器件，试计算使渴极电流降低1个数量级所需的衬底-源极反向电压(NA51017cm-3，d=5nm)6.3 MOSFET按比例缩小 26基于恒定电场按比例缩小的条件下，当MOSFET的线性尺寸的按比例缩小因子为10时，其相对应的开关能量的按比例缩小因子为多少? *27基于图5.24的电荷共享模型，试证明式(47)所提到的阈值电压下跌6.4 CMOS与双极型CMOS(BiCMOS)28试描述双极型CMOS的优缺点6.5 绝缘层上MOSFET(SOI)29对一NA51017cm-3且d4nm的n沟道FD-SOI器件，试计算所允许的最大硅基沟造层(dsi)的厚度 30一n沟道SOI器件的多晶硅栅极的NA51017cm-3，d4nm且dsi30nm，试计摔其阈值电压假设Qf、Qot及Qm均为031并针对习题29中的器件，假如晶片上dsi厚度的变化量为土5nm，试计算VT分布的范围 6.6 MOS存储器结构32假如在1m1m的平面上，氧化层厚度为10nm，DRAM电容器的电容值为多少?假如在同样的面积上，使用7m深的沟槽及相同的氧化层厚度，计算其电容值为多少? 33一DRAM必须工作在最短更新时间为4ms的条件之下，每个存储单元的储存电容器的电容位为50fF，且可完全充电至5V试计算最差情况下，动态节点可忍受的漏电流(即在更新周期中，有50的储存电荷漏失)34一浮栅极存储器的初始阈值电压为-2V，且在栅极电压为-5V时的线性区漏极电导为10S经过写入的操作之后，在同样栅极电压下的漏极电导增加为40S，请找出阈值电压的漂移量