Abstract
從1970年開始，許多的研究報告開始專注於討論MOS元件的短通道效應，並且提出許多不同的物理模型及數學公式。但是都無法準確的預測臨界電壓的變化，因為短通道元件空乏區寬度的定義，一直是一個難以突破的問題。而且當通道長度越縮越小後，空乏區寬度的變化越大，對於臨界電壓的影響也越大。 在本篇論文中，我們將提出一個創新的電荷分享臨界電壓解析模型。經過電腦模擬結果的驗證，它可以準確的預測長通道和短通道MOS元件的臨界電壓變化量；而且臨界電壓表示式只和製程參數有關，沒有任何需要利用結果反推的參數。所以當製程參數決定，我們便可以預測此時的臨界電壓變化量，和所能容忍的最短通道長度。 在此模型中，我們將橫向電場假設成簡單的指數函數。利用橫向電場的變化量，加上縱向電場的線性假設，我們可以準確地預測不同水平位置時的空乏區寬度和閘極電荷控制比，再利用電荷分享模型的概念，便可以推導臨界電壓變化量的表示式。這是一個新的構想，和以往傳統的電荷分享模型不同，它不僅可以解決空乏區寬度未定的問題，還可以預測閘極所能控制的電荷比例，因此可以得到一個數學形式簡單，而且物理意義明顯的公式。此外，我們也希望可以將這個模型的構想推廣到其他先進元件的結構上，如retrograde。