Содержание |
Размерные эффекты в МДП-транзисторах
Некоторые эффекты,связанные с уменьшением размеров
транзисторов,можно описать качественно на языке изме-
нения порогового напряжения и подвижности.Рассмотрим
как изменяется пороговое напряжение Vт при изменении
длины канала L.
На рис. приведена схема МДП-транзистора с малой длиной
канала(L сравнима с шириной обедненной области p-n
перехода).В этом случае часть заряда в обедненной
области под затвором экранируется сильнолегированными
областями истока и стока.
Модель МОП ПТ,учитывающая эффект короткого канала
Тогда заряд на Ме-затворе,необходимый для создания
обедненного слоя, уменьшается,следовательно,умень-
шается и пороговое напряжение Vт.
Эффективный заряд в обсласти обеднения будет равен:
где l,Qb- ширина и заряд обедненной области,xj-глубина
p-n+перехода.Уменьшение Vт,согласно
будет возрастать с увеличением длины канала L,
уменьшением легирования Nа и увеличением напряжения
смещения канал-подложка Vss.
Изменение порогового напряжения как функция длины L
и ширины W канала МОП ПТ
При уменьшении ширины канала наблюдается проти-
воположный эффект.
Модель МОП ПТ,учитывающая эффект узкого канала
В этом случае напряжение на затворе формирует
тонкую обедненную область под толстым диэлектриком
и толстый обедненный слой под тонким диэлектриком.
В отличие от идеального случая в реальном случае
граница обедненной области имеет форму,близкую к
параболической.При увеличении напряжения на зат-
воре Vgs возрастает обедненная область под толстым
окислом у МДП-транзистора с узким каналом,
эффективный заряд Qbэф в области обеденения и,
следовательно,пороговое напряжение.
Чем больше соотношение толщин между толстым и
тонким окислом,тем больше область перехода и тем
выше пороговое напряжение.Чем уже канал,тем
больше изменения порогового напряжения.В пределе,
когда ширина канала стремиться к нулю, пороговое
напряжение приближается к пороговому напряжению
для структур с толстым окислом. На величину
подвижности носителей в канале в основном влияет
уменьшение длины канала.В этом случае возрастает
величина тянущего
электрического поля,происходят разогрев носителей
и уменьшение подвижности :
Множитель а,определенный экспериментально,
составил a=0.35 мкм.
ВАХ МДП-транзисторов с минимальными размерами
удовлетворительно описывались основными соотношениями
с учетом поправок на пороговое напряжение и
подвижность. Содержание
|