1、考試時間：考試時間：6月月26日（星期五）日（星期五）上午上午 9：45-11：45MOS結(jié)構(gòu)的閾值電壓結(jié)構(gòu)的閾值電壓 通常把使半導(dǎo)體表面強(qiáng)反型（通常把使半導(dǎo)體表面強(qiáng)反型（s=2F）所需加）所需加在金屬柵極上的電壓定義為閾值電壓，又可稱開啟在金屬柵極上的電壓定義為閾值電壓，又可稱開啟電壓。電壓。理想理想MOS結(jié)構(gòu)的閾值電壓（結(jié)構(gòu)的閾值電壓（P型半導(dǎo)體襯底）型半導(dǎo)體襯底）iAFSnNqkTln22mASCWqNQ耗盡層中電荷量耗盡層中電荷量022SASWqN21022AFSmqNW21022FASSCNqQW 耗盡層寬度耗盡層寬度當(dāng)當(dāng)s =2F時，時，W=Wm iAOXFSAFOXSCSOXTn

2、NqkTCqNCQVVln22222100P型半導(dǎo)體襯底理想型半導(dǎo)體襯底理想MOS 結(jié)構(gòu)閾值電壓表達(dá)式結(jié)構(gòu)閾值電壓表達(dá)式N型半導(dǎo)體襯底理想型半導(dǎo)體襯底理想MOS 結(jié)構(gòu)閾值電壓表達(dá)式結(jié)構(gòu)閾值電壓表達(dá)式iDOXFSDTnNqkTCqNVln2222100【例例7-1】 一個襯底一個襯底NA=1017cm-3的理想的理想MOS結(jié)構(gòu)，設(shè)氧結(jié)構(gòu)，設(shè)氧化層厚度化層厚度Xox =50 ，試計算單位面積氧化層電容，試計算單位面積氧化層電容COX和和s = 2F的值。最大耗盡層寬度的值。最大耗盡層寬度Wm和半導(dǎo)體和半導(dǎo)體中每單位面積的空間電荷中每單位面積的空間電荷QSC的值。二氧化硅和硅的的值。二氧化硅和硅的相

3、對介電常數(shù)分別是相對介電常數(shù)分別是3.9和和11.9。解：由式（解：由式（7-2）得）得277-140/1090. 6105108.853.9cmFXCOXOXOX由式（由式（7-7）得）得VnNqkTiAFS28 . 0105 . 110ln026. 02ln221017mcmqNWASm1 . 01010106 . 128 . 01085. 89 .1122252117191421F0由式（由式（7-10）得）得由式（由式（7-8）得）得2751719/106 . 11010106 . 1cmCWqNQmASC實際實際MOS結(jié)構(gòu)的閾值電壓（結(jié)構(gòu)的閾值電壓（P型半導(dǎo)體襯底）型半導(dǎo)體襯底） 在

4、實際在實際MOS結(jié)構(gòu)中，由于固定氧化層正電荷結(jié)構(gòu)中，由于固定氧化層正電荷（QSS）以及功函數(shù)差的作用都是使平帶電壓偏移，）以及功函數(shù)差的作用都是使平帶電壓偏移，半導(dǎo)體表面能帶向下彎曲，而要克服它們的影響，半導(dǎo)體表面能帶向下彎曲，而要克服它們的影響，必須在柵上施加一個必須在柵上施加一個VFB電壓（負(fù)的），來拉平下彎電壓（負(fù)的），來拉平下彎能帶，而使之成為理想能帶，而使之成為理想MOS結(jié)構(gòu)，由此可見，實際結(jié)構(gòu)，由此可見，實際MOS結(jié)構(gòu)的閾值電壓結(jié)構(gòu)的閾值電壓VT比理想比理想MOS結(jié)構(gòu)的閾值電壓結(jié)構(gòu)的閾值電壓多出一個多出一個VFB電壓值。電壓值。0TVVVFBT由由P型半導(dǎo)體構(gòu)成的實際型半導(dǎo)體構(gòu)成的

5、實際MOS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)iAOXFSAOXSSFBTnNqkTCqNCQVVVln24210MS0T由由N型半導(dǎo)體構(gòu)成的實際型半導(dǎo)體構(gòu)成的實際MOS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)iDOXFSDOXSSFBTnNqkTCqNCQVVVln24210MS0T【例例7-2】 對對【例例7-1】中，假設(shè)中，假設(shè)N+多晶硅與襯底的平帶多晶硅與襯底的平帶電壓為電壓為-1.10V ，試計算閾值電壓。，試計算閾值電壓。解：由例解：由例7-1中，可以得到中，可以得到COX6.9010-7 F/cm2， 2F0.82V，則，則VCqNVVOXFSAFBT40 . 028 . 0109 . 628 . 01085. 89 .1110106 .

6、 1210. 124721141719F210 Semiconductor Physics2022-4-2413 Semiconductor Physics2022-4-2414 Semiconductor Physics2022-4-2415多晶硅功函數(shù)和耗盡效應(yīng)多晶硅功函數(shù)和耗盡效應(yīng) Semiconductor Physics2022-4-2416多晶硅功函數(shù)和耗盡效應(yīng)多晶硅功函數(shù)和耗盡效應(yīng) Semiconductor Physics2022-4-2417多晶硅功函數(shù)和耗盡效應(yīng)多晶硅功函數(shù)和耗盡效應(yīng) Semiconductor Physics2022-4-2418多晶硅功函數(shù)和耗盡效應(yīng)多晶

7、硅功函數(shù)和耗盡效應(yīng) Semiconductor Physics2022-4-2419非平衡和柵控二極管情形的非平衡和柵控二極管情形的MOS特征特征 Semiconductor Physics2022-4-2420非平衡和柵控二極管情形的非平衡和柵控二極管情形的MOS特征特征 Semiconductor Physics2022-4-2421帶帶隧穿帶帶隧穿(band-to-band tunneling) Semiconductor Physics2022-4-2422柵介質(zhì)柵介質(zhì)SiO2層的隧穿電流層的隧穿電流 Semiconductor Physics2022-4-2423柵介質(zhì)柵介質(zhì)SiO2

8、層的隧穿電流層的隧穿電流 Semiconductor Physics2022-4-2424熱載流子注入熱載流子注入（Injection of Hot Carrier） Semiconductor Physics2022-4-2425金屬柵和高金屬柵和高K柵介質(zhì)的應(yīng)用柵介質(zhì)的應(yīng)用 Semiconductor Physics2022-4-2426金屬柵和高金屬柵和高K柵介質(zhì)的應(yīng)用柵介質(zhì)的應(yīng)用 Semiconductor Physics2022-4-2427金屬柵和高金屬柵和高K柵介質(zhì)的應(yīng)用柵介質(zhì)的應(yīng)用 Semiconductor Physics2022-4-2428金屬柵和高金屬柵和高K柵介質(zhì)的應(yīng)用柵介質(zhì)的應(yīng)用 Semiconductor Physics2022-4-2429 Semiconductor Physics2022-4-24302、異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)、異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu) Semiconductor Physics2