【2017年整理】半导体物理6.ppt

第6章 MOSFET及相关器件 6.1 MOS二极管 6.2 MOSFET基本原理 6.3 MOSFET按比例缩小 6.4 CMOS与双极型CMOS 6.5 绝缘层上MOSFET 6.6 MOS存储器结构 相关主题 基本FET结构 6.1 MOS二极管 6.1.1 理想MOS二极管 理想P型半导体MOS二极管的能带图： 功函数（金属的Φm和半导体的Φs ） 电子亲和力 理想MOS二极管定义： 零偏压时，功函数差Φms为零； 任意偏压下，二极管中的电荷仅位于半导体之中，且与邻近氧化层的金属表面电荷量大小相等，极性相反； 直流偏压下，无载流子通过氧化层。 MOS二极管中三个分离系统的能带图 半导体表面三种状态 三种状态 6.1.2 实际MOS二极管 一、功函数差 金属与半导体功函数差对MOS结构C-V特性的影响 二、界面陷阱与氧化层电荷 主要四种电荷类型：界面陷阱电荷、氧化层固定电荷、氧化层陷阱电荷和可动离子电荷。 6.1.3 CCD器件 6.2 MOSFET基本原理 NMOS晶体管基本结构与电路符号 PMOS晶体管基本结构与电路符号 工作方式——线性区 工作方式——饱和区 过饱和 推导基本MOSFET特性 推导基本MOSFET特性 沟道放大图（线性区） 亚阈值区 6.2.2 MOSFET种类 6.2.3 阈值电压控制 6.2.4 MOSFET的最高工作频率 6.2.5 MOSFET的二阶效应 MOS管的开启电压VT及体效应 MOS管体效应的Pspice仿真结果 沟道调制效应 MOSFET的沟道调制效应 6.2.6 MOSFET的温度特性 6.2.7 MOSFET交流小信号模型 MOSFET高频交流小信号模型 6.3 MOSFET按比例缩小 线性区中的阈值电压下跌 DIBL效应(drain-induced barrier lowering) 本体穿通（punch-through ） 狭沟道效应 按CE理论缩小的器件和电路性能 6.4 CMOS与BiCMOS CMOS反相器 CMOS反相器 Latch-up (闩锁效应) Latch-up (闩锁效应) CMOS开关（传输门） BiCMOS 6.5 绝缘层上MOSFET（SOI） 作 业 1 1、画出n衬底的理想MOS二极管的能带 2、P213 5，6，8。 作 业 2 1、P214 15，18，19，20，21 作 业 3 1、什么是短沟道MOSFET的DIBL效应？ 2、画出CMOS反相器的芯片剖面示意图、闩锁效应等效电路？闩锁效应导通条件？ 工艺上避免闩锁效应采取的措施？ 3、比较双极型晶体管与MOSFET两种器 件？ MOSFET被制作在绝缘衬底上，如果沟道层为非晶或多晶硅时，称为薄膜晶体管（TFT）；如沟道层为单晶硅，称为SOI。 氢化非晶硅TFT是大面积LCD以及接触影像传感器等电子应用中的重要器件。 多晶硅TFT比氢化非晶硅TFT有较高的载流子迁移率和较好的驱动能力。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 半导体存储器：挥发性与非挥发性存储器。 DRAM、SRAM是挥发性存储器； 非挥发性存储器被广泛应用在EPROM、EEPROM、flash等IC中 6.6 MOS存储器结构 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. DRAM存储单元基本结构 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. SRAM存储单元结构图  (a) 六管NMOS存储单元； (b)六管CMOS存储单元 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. SIMOS管的结构和符号 Evaluation only. Creat