半導(dǎo)體器件原理與工藝器-資料下載頁
2025-08-16 01:27本頁面
【正文】 。 半導(dǎo)體器件 遷移率調(diào)制效應(yīng) 1 ? 溝道載流子遷移率隨垂直于 Si／ SiO2界面方向電場強度的變化而改變。電場愈強 , 則反型載流子愈加貼近表面，表面散射增強，因而有效遷移率下降 。 半導(dǎo)體器件 遷移率調(diào)制效應(yīng) 2 ? 考慮遷移率調(diào)制效應(yīng)的電流 半導(dǎo)體器件 遷移率調(diào)制效應(yīng) 3 ? 僅考慮水平電場作用下，利用速度飽和效應(yīng)得到 半導(dǎo)體器件 漏場感應(yīng)勢壘下降 (DIBL)效應(yīng) ? VDS=0時，長溝道器件中柵下表面電子勢能對稱分布；溝道縮短時．由于源和漏擴散區(qū)互相靠近，它們之間的空間間隔有可能不夠容納兩個耗盡區(qū)，這種貼近效應(yīng)導(dǎo)致出現(xiàn)勢能單一峰值和勢壘下降。 ? VDS0時，從漏區(qū)發(fā)出的場強線的一部分一直穿透到源區(qū)，漏區(qū)增加的電荷不僅對靠近漏區(qū)的溝道及耗盡區(qū)有影響，而是對整個柵極下面半導(dǎo)體內(nèi)的表面電荷都有影響．這就使勢壘更加降低 。 半導(dǎo)體器件 漏場感應(yīng)勢壘下降 (DIBL)效應(yīng) 1 ? 襯偏電壓等于常數(shù)時有效閾電壓隨 VDS增加而下降 半導(dǎo)體器件 漏場感應(yīng)勢壘下降 (DIBL)效應(yīng) 2 ? 亞閾值區(qū)，載流子主要的運動形式是擴散，亞閾值電流是由越過源端勢壘注入到溝通區(qū)的電子流形成的。勢壘高 注入量少。亞閾值電流就小；反之勢壘低注入量多，亞閾值電流就大。勢壘高度受 VDS控制，因而 IDsub隨 VDS的變化而改變。 半導(dǎo)體器件 長溝道亞閾值特性的最小溝道長度 ? 根據(jù)電學(xué)特性判斷器件是否發(fā)生短溝道效應(yīng) ? 兩種判斷方法： ?測量導(dǎo)通狀態(tài)下漏電流隨 1/L的變化關(guān)系。長溝器件 ID與 1/L間滿足線性變化關(guān)系，偏離線性關(guān)系即意味著出現(xiàn)短溝通效應(yīng)。 ?測量亞閾值電流隨 VDS的變化。在兩個指定的 VDS之下測出的 IDsub若不相等，則發(fā)生了短溝道效應(yīng) 。 半導(dǎo)體器件 長溝道亞閾值特性的最小溝道長度 1 ? 長溝道亞閾值特性最小溝道長度的經(jīng)驗表示式： 半導(dǎo)體器件 半導(dǎo)體器件原理 一． 半導(dǎo)體基礎(chǔ) 二． pn結(jié) 三． BJT 四． MOS結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 五． MOSFET 六． MS接觸和肖特基二極管 七． JFET 和 MESFET簡介 半導(dǎo)體器件 MS接觸和肖特基二極管 ? 特點 ?金屬和半導(dǎo)體之間沒有任何夾層 ?金屬和半導(dǎo)體之間沒有互擴散 ? MS界面沒有吸附的雜質(zhì)或表面電荷 FBFCs EE )( ???? ?半導(dǎo)體器件 MS接觸和肖特基二極管 ????? MB半導(dǎo)體器件 偏壓對 MS結(jié)構(gòu)的影響 半導(dǎo)體器件 理想 MS接觸的電學(xué)特性 N型半導(dǎo)體 P型半導(dǎo)體 整流 歐姆 歐姆 整流 SM ???SM ???半導(dǎo)體器件 實際的 MS接觸 ? 整流接觸 ?界面自然氧化層和表面態(tài)的存在 , 使 MS整流特性變差 ? 歐姆接觸 ?半導(dǎo)體摻雜 1017cm3 ?加熱或退火 ? Silicide 半導(dǎo)體器件 半導(dǎo)體器件原理 一． 半導(dǎo)體基礎(chǔ) 二． pn結(jié) 三． BJT 四． MOS結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 五． MOSFET 六． MS接觸和肖特基二極管 七． JFET 和 MESFET簡介 半導(dǎo)體器件 基本概念 ? Junction Field Emission Transistor(JFET) ? 20世紀 20~30年代發(fā)明 ? Nonlinear voltagecontrolled resistor ? Use of “drain” and “source” for output loop ? “gate” and “source” for input loop ? Use reversebiased PN juntion to control crosssection of device ? Total resistance depends on voltage applied to the gate 半導(dǎo)體器件 JFET的結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體器件 JFET的工作原理 ? 柵電壓控制耗盡區(qū)寬度 P+ P+ D S G G n 半導(dǎo)體器件 特性 20 )/1( PGDD s a t VVII ??半導(dǎo)體器件 MESFET 半絕緣 GaAs N+ N+ NGaAs D S 肖特基接觸形成柵 G 半導(dǎo)體器件 JFET、 MESFET和 BJT的區(qū)別 ? MESFET與 JFET原理相同，不同點是 JFET中的柵 PN結(jié)為肖特基結(jié)。 ? JFET的電流傳輸主要由多數(shù)載流子承擔(dān)，不出現(xiàn)少數(shù)載流子存儲效應(yīng)。有利于達到較高的截止額率和較快的開關(guān)速度。 ? FET是電壓控制器件， BJT是電流控制器件。 FET輸入阻抗高。 ? 高電平下 JFET的漏極電流具有負的溫度系數(shù)，因而不致出現(xiàn)由于熱電正反饋而產(chǎn)生的二次擊穿，有利于高功率工作。 ? FET由于是多子器件，抗輻照能力比較強。 ? JFET與 BJT及 MOSFET工藝兼容．有利于集成。 ? JFET、 MESFET可以采用非硅材料制造 。 半導(dǎo)體器件 End! 半導(dǎo)體器件
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