模拟放大电路设计中：放大用MOSFET避免工作在速度饱和区 ，因为跨导不变 ， 消耗的 。

9、电流（功耗）却在增加, 接近就OK ， 使gm较大,17,4.3 MOSFET 阈值电压修正： VT与L、W的相关性,18,4.3 MOSFET 阈值电压修正： VT随L的变化,利用电荷共享模型分析（实际MOSFET）： 源衬结和漏衬结的耗尽层向沟道区扩展 耗尽层内近S/D区的部分体电荷的电力线中止于源漏区 近似认为：左右下方两个三角形内的耗尽层电荷在VDB、VSB下产生 ，只梯形内的空间电荷由VGS控制产生 。
理想情况（长沟器件）：两侧三角形内空间电荷的量相对少 ， 近似 栅氧下方耗尽层电荷都是在VGS控制产生 实际情况（短沟器件）：两侧三角形内空间电荷的量相对增加 ， 实际需 VGS控制产生的电荷减少 。

10、 ， VT减小,19,4.3 MOSFET 阈值电压修正： VT随L的变化,沟道越短 ， 由栅控制的耗尽层电荷面电荷密度越小 ， VT越小,20,4.3 MOSFET 阈值电压修正： VT随W的变化,MOSFET半导体表面耗尽层在宽度方向将存在横向展宽现象 中间矩形和两侧的空间电荷均在VGS作用下产生 理想情况(宽沟器件)：两侧空间电荷的量相对少 ， 可忽略 ， 只中间矩形内 的耗尽层电荷需要栅压产生 实际情况(窄沟器件)：两侧空间电荷的量相对多 ， 不可忽略 ， 阈值反型 点需VGS产生的耗尽层电荷增多 ， VT增大,沿沟宽W的器件剖面图,21,4.3 MOSFET VT随W的变化:表面电荷,若栅边缘处耗尽层的扩展相等 ， 均 。

11、为耗尽层最大厚度XdT ， 则两侧为1/4圆,沟道越窄 ， 由栅控制的耗尽层电荷面电荷密度越大 ， VT越大,22,通过离子注入技术向沟道区注入杂质调整VT ， 改变了氧化层附近衬底的N 。
离子注入技术是微电子工艺中的一种重要的掺杂技术 ， 也是控制MOSFET阈值电压的一个重要手段 。
离子注入的优点是能精确控制杂质的总剂量、深度分布和面均匀性 ， 而且是低温工艺（可防止原来杂质的再扩散等） ， 同时可实现自对准技术（以减小电容效应,4.3 MOSFET 离子注入调整VT:原理,23,p型半导体表面注入受主杂质Na（如B）半导体表面净掺杂浓度表面更难以反型VT,4.3 MOSFET 离子注入调整VT:原理,受主注入剂量（ 。

12、单位面积注入的离子数,注入前的阈值电压,p型半导体表面注入施主杂质Nd（如P）半导体表面净掺杂浓度表面更容易反型VT,施主注入剂量（单位面积注入的离子数,公式前提：所有的注入杂质 ， 都参与改变VT,实际情况,24,4.3 MOSFET 离子注入调整VT:注入杂质分布,注入后的平均掺杂浓度,注入前的掺杂浓度,注入深度,给定剂量Di后 ， 对VT影响量与杂质注入到S后的分布函数相关 Delta函数型分布 阶跃函数型分布 高斯函数型分布:更接近实际情况 ， 分析较复杂,XIXdT,XIXdT, VT利用NS求出,注入深度,单位面积注入的离子数DI,XdT：注入后的最大耗尽层厚度,25,4.3 MOSFET M 。

13、OSFET IC的发展,若尺寸缩小30 ， 则 栅延迟减少30 ， 工作频率增加43 单位面积的晶体管数目加倍 每次切换所需能量减少65 ， 节省功耗50,MOSFET IC的发展趋势： 0.25um0.18 um0.13um90nm60nm 45nm 32nm 22nm 16nm ， 每一代工艺 L kL ， k 0.7 ，尺寸缩小好处： 提高集成度：同样功能所需芯片面积更小 提升功能：同样面积可实现更多功能 降低成本：单管成本降低 改善性能：速度加快 ， 单位功耗降低,26,完全按（恒定电场）比例缩小(Full Scaling) 尺寸与电压按同样比例缩小 电场强度保持不变 最为理想 ， 但难以实现（器件阈值电压不能按 。

14、比例缩小,4.3 MOSFET 缩小方式,恒压按比例缩小(Fixed Voltage Scaling) 尺寸按比例缩小 ， 电压保持不变 电场强度随尺寸的缩小而增加 ， 强场效应加重,一般化按比例缩小(General Scaling) 尺寸和电场按不同的比例因子缩小 迄今为止的实际做法,27,4.3 MOSFET 完全按比例缩小:规则,28,4.3 MOSFET 完全按比例缩小:结果,按比例缩小的参数：尺寸与电压按同样比例缩小 器件尺寸参数（L ， tox ， W ， xj）：k倍 掺杂浓度（Na ， Nd）：1/k倍 电压V：k倍 对其他器件参数的影响 电场E： 1倍 耗尽区宽度Xd： k倍 电阻R（与W/L成正比 。

15、）：1倍;
总栅电容（与WL/tox成正比）: k倍 漏电流I（与WV/L成正比): k倍 对电路参数的影响 器件密度（ 与WL成反比）：1/k2倍 每器件功耗P（与IV成正比）: k2倍 器件功率密度（每器件功耗/器件面积）（与IV/WL成正比）:1 电路延迟时间（与RC成正比）： k倍,29,4.3 MOSFET 完全按比例缩小:小结,电压和尺寸不能按同比例减小 ， 电压缩小量小 E随着工艺尺寸的缩小 ， 一定程度上在增加 沟道长度减小到一定程度后出现的由大电场引起的一系列二级物理效应 ， 统称为短沟道效应 。

来源：(未知)

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标题：半导体器件物理-MOSFET3|半导体器件物理-MOSFET3( 二 )