Регистрация / Вход
Прислать материал

МДП структуры и специфика короткого канала

ФИО
Хатин Дмитрий Евгеньевич
Электронная почта
4e1bcd2loki_dimon@mail.ru
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Полупроводниковой электроники и физики полупроводников
ФИО научного руководителя
кандидат технических наук, доцент Паничкин Александр Валентинович
Академическая группа
ППЭ-12-2
Наименование тезиса
МДП структуры и специфика короткого канала
Тезис

Полевые транзисторы со структурой металл-диэлектрик-полупроводник (МДП-транзистор) являются основными элементами сверхбольших интегральных схем (СБИС), таких, как микропроцессоры и полупроводниковые запоминающие устройства. Ток в МДП-транзисторах переносится только неосновными носителями заряда одного типа. Обычными МДП-транзисторами называют длинноканальные, в которых длина канала значительно превышает сумму толщин обеднённых слоёв стока и истока.     

По мере уменьшения длины канала МДП-транзистора свойства последнего начинают резко отличаться от свойства длинноканальных приборов. Эти отклонения - так называемые короткоканальные эффекты,- обусловлены существенно двумерным характером распределения электрических полей в активной области структуры, а также сравнительно высокими абсолютными значениями напряжённости электрических полей. Если при неизменной концентрации легирующей примеси в подложке сокращать длину канала прибора, она станет величиной порядка толщины обеднённых слоёв  p-n- переходов стока и истока. При этом распределение электрических потенциалов в канале будет равным образом определяться поперечным полем, обусловленным напряжениями на затворе и подложке, и продольным полем, инициированным напряжением смещения стока транзистора. Двумерный характер распределения потенциала существенно изменяет подпороговый участок характеристики прибора, обусловливает нежелательную зависимость порогового напряжения от длины канала и напряжений смещения на электродах, уменьшает выходное сопротивление, препятствуя отсечке канала. При повышенных значениях электрических полей, характерных для короткоканальных приборов, становится важной полевая зависимость подвижности, которая в конечном итоге приводит к насыщению дрейфовой скорости носителей заряда. При большей напряженности электрического поля в окрестности стокового перехода начинается ударная ионизация, становится существенной дополнительная проводимость по подложке и происходит так называемое включение паразитного биполярного транзистора. 

Все перечисленные короткоканальные эффекты усложняют работу прибора и ухудшают его рабочие характеристики. 

При конструировании современных БИС на основе МДП структур следует стремиться к устранению или минимизации этих эффектов, чтобы «физически» короткоканальный прибор был «электрически» подобен длинноканальному.

Научный руководитель – к.т.н., доц. Паничкин А.В.