Твердотельная электроника. Семинар №8. Эффекты короткого канала МОПТ

1. Семинар №8 Твердотельная электроника

[email protected]
1

2. Эффекты короткого канала МОПТ

Задача 1:
Дано:
n-МОПТ, Nss=0, Qss=0, εSiε0 = 1.1 пФ/см, εoxε0 = 0.33 пФ/см, e=1.6*10-19 Кл
L, мкм
Dox, нм
Nп, см-3
1
10
1,E+17
Xj, мкм
0,1
Найти: Vt0 без учета длины канала
Решение:
Nп
1017
Fin п t ln(
) 0.0258 ln( 10 ) 0.41B
ni
10
Ф Фп
U mп m
4.05 (4.05 0.56 0.41) 0.97 B
e
U n 2 п 0.82В
2 0 2 n
2.2 10 12 0.82
lt 0
1.06 10 5 см
19
17
e Nn
1.6 10 10
Qsn e N n lt 0 1.6 10 19 1017 1.06 10 5 1.7 10 7 Kl / cm 2
Cs
ox 0
d ox
3.3 10 13
3.3 10 7 [ F / cm 2 ]
7
10 10
Qsn
1.7 10 7
Ud
0.51B
Cs
3.3 10 7
Итоговое значение Vt0
Vt 0 0.97 0.82 0.52 0.37 B
2

3. Эффекты короткого канала МОПТ

Задача 2:
Рассчитать ширины ОПЗ-p-n-переходов транзистора при Uзи=0, Uпи=0, Uси=Uсп=5В
L, мкм
Dox, нм
Nп, см-3
1
10
1,E+17
Xj, мкм
0,1
Решение:
В расчете контактную разность n+-pперехода сток-подложка Fik считаем
Fik =1В
2 0 k
2.2 10 12 1
Ls L0
1.17 10 5 cm
19
17
e N
1.6 10 10
Ld L0
( k U ds )
k
lt 0 1.06 10 5 см
L0
(1 5)
3 10 5 cm
1
3

4. Эффекты короткого канала МОПТ

Задачи 3-4:
Рассчитать изменение порогового напряжения с учетом влияния длины канала и
напряженя Uси =5В
Решение:
-3
L, мкм
Dox, нм
Nп, см
1
10
1,E+17
Xj, мкм
0,1
VT
eN B lT
2
( x j l S ) 2 lT2 ( x j l D ) 2 lT 2 x j
2 LC s
Все длины и глубины переводим в см
1.6 10 19 1017 1.06 10 5
A1
2.5 103[ B / cm]
4
7
2 10 3.3 10
A2 10 5 (1 1.17) 2 1.06 2 1.9 10 5 cm
A3 10 5 (1 3) 2 1.06 2 3.86 10 5 cm
Итоговое значение изменения порога с учетом влияния L и Vси
VT A1 A2 A3 2 x j 2.5 103 10 5 (1.9 3.86 2 1) 0.094B
Таким образом, пороговое напряжение с учетом влияния L и Vси
VT Vt 0 VT 0.37 0.094 0.276B
4