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MOS電晶體低溫電學特性分析
Thesis

MOS電晶體低溫電學特性分析

陳勛祥
Masters, National Tsing Hua University
1998

Abstract

MOS場效電晶體臨界電壓短通道凍結效應低摻雜汲極串連電組 MOSFETthreshold voltageshort channelfreeze out effectLDDseries resistance
在本論文中, 我們首先討論了不均勻摻雜濃度基底的MOSFET元件其臨界電壓隨溫度變化的情形。 在低溫下必須考慮載子的凍結效應。 論文中提出了一個依據臨界電壓的定義, 從實驗中的數據求取臨界電壓的新方法。 用這種萃取方法所得的臨界電壓, 與理論值相當吻合。在LDD區域處的電阻會隨著偏壓的改變而改變的。 而且它對偏壓的依靠性在低溫環境下更為顯著。因此, 從量測所得的數據, 便不適用於傳統上用來萃取元件參數Delta L及RDSc的方法。 因此我們將一個真實的MOSFET元件分成隨偏壓變化的電阻RLDD(VD), 不隨偏壓變化的電阻RDSc以及本質MOSFET三部分。 並提出一個新的gD斜率的方法, 由真實的MOSFET元件中, 分離出隨電壓變化的電阻RLDD(VD)及內含的常態MOSFET元件。 由這個常態MOSFET元件, 便可用傳統上萃取元件參數Delta L及RDSc的方法,來求得Delta L及RDSc。 應用於不同的溫度下, Delta L及RDSc隨溫度的變化以及RLDD(VD) 隨溫度的變化, 便可得到。元件在飽和偏壓下, 若LDD處的電場過大,載子受到飽和速度的影響,會使得RS隨汲極電流(或者是閘極偏壓)增加而增加的效應。我們以簡單的汲極電流的一次方的形式來模擬RS隨汲極電流變化的情形。以這個隨ID變化的RS值, 來萃取Lsatandvsat值。

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