现代MOSFET器件开启电压比较研究

摘要

衬底非均匀掺杂器件因为其良好的短沟效应而成为ＭＯＳＦＥＴ器件结构设计中的必要结构之一。而沟道杂质分布对开启电压的影响至关重要。该文针对衬底非均匀掺杂的ＭＯＳＦＥＴ器件提出了表面强反型开启电压和恒定载流子浓度开启电压的概念，并在数值求解的基础上验证了两种定义的等效性。进而系统地对衬底杂质均匀分布、台阶状分布和高期分布三种典型的沟道掺杂结构器件的开启电压进行了比较研究。计算结构验证了台阶状杂质分布结构降低开启电压的作用，以及非均匀掺杂结构相对于均匀掺杂结构减小开启电压的特性。计算结果表明，对于台阶状分布的结构，当低掺杂区域的宽度小于耗尽层厚度时，耗尽层厚度与抵掺杂区域的宽度基本无关。文中同时给出了一个适用于台阶状杂质分布的ＭＯＳ器件开启电压的解析模型。