Электрические параметры биполярных и полевых структур. Петров Б.К - 33 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

33
6. ВЫХОДНЫЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И
КРУТИЗНА МОЩНЫХ МОП -ТРАНЗИСТОРОВ С КОРОТКИМ N-
КАНАЛОМ
Современные высоковольтные переключающие, а также ВЧ и СВЧ МОП-
транзисторы с вертикальной и горизонтальной структурой имеют короткие
индуцированные n-каналы длиной l
к
≤1 мкм и создаются методами двойной
диффузии примесей (акцепторов и доноров) (рис. 1).
В МОП- транзисторах, разработанных в 1970÷1980 г.г., использовались
длинные каналы (l
к
=5÷10 мкм ), и физические явления переноса носителей
заряда в них существенно отличаются от современных МОП-транзисторов с
l
к
≤ 1 мкм . В частности , в современных МОП-транзисторах отсутствует явление
отсечки канала при больших стоковых напряжениях , а дрейфовая скорость
электронов в n-канале V
de
=µ
n
(E
y
)⋅E
y
достигает предельного значения
V
des
=(0,5÷0,6)⋅10
7
см / с, называемого дрейфовой скоростью насыщения, даже
при очень малых значениях стокового напряжения U
си
≤ 0,5 В . В результате для
МОП-транзисторов с коротким каналом получаются более простые выражения
для выходных ВАХ I
c
=I
c
(U
си
)|
Uзи =const
и крутизны S=dI
c
/dU
зи
|
U си=const
, чем для
традиционных МОП-транзисторов с длинным каналом [6,7].
Для конкретности рассмотрим МОП-транзистор с коротким
индуцированным n-каналом и горизонтальной структурой (электроды истока и
Истоковая
ячейка
n-Si
-
n-канал
n
+
n-Si
+
n
+
Al
Al
Исток
Затвор
Затвор
Сток
-
-
+
+
SiO
2
Поликремний
y
x
V
си
V
зи
p
+
r
2
r
0
r
1
Рис. 1. Структура мощного горизонтального МОП-транзистора,
изготовленнного методом двойной диффузии примесей
                                              33

          6. ВЫ Х О ДН Ы Е ВО Л ЬТ-А М П Е Р Н Ы Е Х А Р А КТЕ Р И С ТИ КИ И
    КР У ТИ ЗН А М О Щ Н Ы Х М О П -ТР А Н ЗИ С ТО Р О В С КО Р О ТКИ М N-
                                 КА Н А Л О М

       Соврем енны евы соковольтны епереклю чаю щ ие, а такж еВ Ч и СВ Ч М О П-
транзисторы с вертикальной и горизонтальной структурой им ею т короткие
инд уцированны е n-каналы д линой lк≤1 м км и созд аю тся м етод ам и д вой ной
д иф ф узии примесей (акцепторови д оноров) (рис. 1).
                                                        Vси

                                                   - +
                                               Затвор                     Сток
            Затвор         И сток           Vзи    Поликрем ний
                      Al                   - +                                   Al
                                                      SiO      2

                     n+              n+   r1                         n+ -Si           y
                               p+
                                                   r0
                                                        r2
                                                               n-канал


               И стоковая                                    n--Si
               ячей ка

                                          x

        Рис. 1. Структура м ощ ного горизонтального М О П-транзистора,
        изготовленнного м етод ом д вой ной д иф ф узии прим есей
      В М О П- транзисторах, разработанны х в 1970÷1980 г.г., использовались
д линны е каналы (lк=5÷10 м км ), и ф изич еские явления переноса носителей
заряд а в них сущ ественно отличаю тся отсоврем енны х М О П-транзисторов с
lк≤1 м км . В частности, в соврем енны х М О П-транзисторах отсутствуетявление
отсечки канала при больш их стоковы х напряж ениях, а д рей ф овая скорость
э лектронов в n-канале Vde=µn(Ey )⋅Ey д остигает пред ельног о значения
Vdes=(0,5÷0,6)⋅107 см/с, назы ваем ого д рей ф овой скоростью насы щ ения, д аж е
при очень м алы х значениях стокового напряж ения Uси≤0,5 В . В результате д ля
М О П-транзисторов с коротким каналом получаю тся более просты евы раж ения
д ля вы ход ны х В А Х Ic=Ic(Uси)|Uзи=const и крутизны S=dIc /dUзи|Uси=const, чем д ля
трад иционны х М О П-транзисторовсд линны м каналом [6,7].
      Д ля конкретности рассм отрим              М О П-транзистор с коротким
инд уцированны м n-каналом и горизонтальной структурой (э лектрод ы истока и

Страницы