Abstract
近年來由於短通道效應影響下，金氧半場效電晶體(MOS)的臨界電壓變小，為了減少短通道效應，減少漏電流，降低溫度愈來愈普遍，因此低溫環境下的雜訊更形重要，提供低溫環境下的另一個元件物理特性觀察。 在本論文中，我們首先觀察到金氧半場效電晶體(MOS)的雜訊在短通道效應下(最小L=0.21 m)會隨著通道長度變小而逐漸增加趨緩和甚至變小現象，另外低溫雜訊的 值出現大於2之值，推論由於氧化層厚度太薄所引起高電場效應，造成 值變大。 另外溫度對金氧半場效電晶體(MOS)元件參數的影響也被萃取出，更進一步推出低溫時元件參數對雜訊之影響，成功模擬低溫雜訊值。 近年來，金氧半場效電晶體(MOS)在維度上已經縮減到次微米的大小，伴隨的載子通道電場也跟著增加至高電場。在高電場獲得高能量的熱載子會影響MOS的特性，包含 雜訊的影響。由於製程技術的進步及元件通道長度愈做愈小，需要考慮短通道所引起的效應，例如LDD 結構對1/f雜訊理論的影響，以及串聯電阻（Rds）和溫度效應對1/f雜訊理論的影響。 本篇論文主要是探討金氧半場效電晶體(MOS)的1/f雜訊在通道長度L逐漸變小時(最小L=0.21 m)對1/f雜訊的影響，以及溫度改變時，我們需考慮任何會隨溫度變化的參數如串聯電阻（Rds）、本質濃度(ni)、以及費米能階(Fermi level)改變所對應到的表面介面陷阱(interface trap density)改變值，觀察低溫的雜訊變化。 在第二章中，我們回顧了金氧半場效電晶體(MOS)雜訊的演變，主要依據McWhorter所提出的載子變動(number fluctuation)理論，推導出來LDD結構的雜訊模型，另外Unified Model結合了載子變動理論和表面載子移動率變動的雜訊模型，除此之外，溫度的變化對雜訊的影響也提出之前做的理論整理，但尚未有一完整描述，最後指出溫度變化對介面陷阱數、串聯電阻和 的影響。 第三章主要介紹量測的條件和所使用的儀器設備，雜訊的量測過程要很小心，除了外在雜訊的干擾外，接觸點，接線是否良好即零組件的優劣化是量測的關鍵點。同時資料的讀取所設定儀器量取的平均次數為15次，以增加量取資料的正確性。 在第四章，我們把所量測常溫和低溫的雜訊作一比較分析，利用推導出來的1/f雜訊模型加以驗證，另外也考慮溫度的影響，萃取金氧半場效電晶體(MOS)低溫及常溫的元件參數，求出串聯電阻（Rds）所佔壓降，修正之前的雜訊理論。 第五章對本論文作一綜合結論並建議一些未來可以繼續研究的方向。