半导体物理器件：第六章 金属—氧化物—半导体场效应晶体管3.pdf

: .
影响阈值电压的其余因素
/L)/VDS
1
 L   L   2
I'Dsat  I Dsat1   I Dsat1   I Dsat 1 VDS   VGS VT  1 VDS 
 L   L  2
半导体器件物理 © Dr. B. Li②漏沟静电反馈效应(对衬底低掺杂，沟道又比较短的情况下)
G
漏沟静电反馈效应是指衬底低掺 S D
杂，沟道又比较短的情况下，漏
0
+ ΔL +
衬pn结耗尽区宽度以及表面耗尽 n L n
区厚度与几何沟道长度可比拟时， P
漏区和沟道之间将出现明显 B
的静电偶合，漏区发出的场强线中的一部份通过耗尽区中止于沟道，
VGS=常数，增加VDS时，已耗尽区域电场强度增加，致使反型层内电
子数量增加，以屏蔽增强了的电场，换句话说，外加ΔVDS将在漏PN
结耗尽区靠漏区边界附近及沟道分别感应出正负电荷，沟道中电子
数量增加导致电阻减小，因而电流随之增大。沟道导电能力不仅受
VG控制，也随漏区和沟道之间VDS变化而改变，漏起了“第二栅极”
作用。
半导体器件物理 © Dr. B. Li2、击穿特性

①漏源击穿电压BVDS
按照击穿特性的形状及产生机构漏源击穿电压分为以下四种。
1）栅调制击穿
MOSFET的漏pn结的转角区表面覆盖着栅氧化层及栅电极。电压
VDG＝VDS－VGS加在漏区与栅金属电极之间，在SiO2层中建立的电场
如下图所示，由此造成转角区场强线分布“畸变”。场强的数值不
仅依赖于漏pn结上的外加电压，而且同VDG有关。衬底掺杂浓度不过
高的情况下，dox一般远小于漏耗尽区的扩展宽度，转角区的电场比
体内强得多，雪崩击穿首先在这里发生。
G
D
|VDG|增大时SiO2层中电场增
强，不需要太高的|VDS|，转角区 n +
场强即可达到雪崩击穿临界场强
而击穿 p
© Dr. B. Li
半导体器件物理 BI
2）沟道雪崩倍增击穿 D(mA) -4
V
右图 nMOST的漏源击穿特性， GS-VT =

-1
在VGS＞VT的导通区，BVDS随VGS增加
而下降，并且呈现软击穿。分析表

明，导通状态漏源击穿的机构是沟 VDS(V)
道载流子雪崩倍增。从沟道进入夹 nM