金屬-氧化物-半導體場效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)是集成電路最重要的基本單元。金屬、氧化物、半導體在MOSFET中分別作為柵極、柵介質(zhì)、溝道及源漏,通過柵電壓的變化改變溝道區(qū)的積累、耗盡和反型,使得晶體管實現(xiàn)開關(guān)功能。最基本的MOSFET由柵(Gate,G)、源(Source,S)、漏(Drain,D)及體區(qū)(Body)組成。
根據(jù)溝道摻雜類型的不同,MOSFET分為nMOSFET和pMOSFET兩種,兩者組合在一起即為互補型MOS(Complementary MOS,CMOS)。平面MOSFET在集成電路器件發(fā)展中占據(jù)著主導地位。
因為傳統(tǒng)的平面MOSFET只有一個柵極,而單柵器件對溝道的控制范圍有限,僅為溝道表面的一個薄層,因此在集成電路微縮過程中面臨著兩難問題:一方面,為了抑制因溝道長度變小所帶來的短溝道效應(yīng),需要提高溝道的摻雜濃度;另一方面,溝道摻雜濃度過高,將引起器件隨機漲落及遷移率退化。
這兩個方面的問題是一對不可調(diào)和的矛盾,尤其是在集成電路技術(shù)發(fā)展到22nm節(jié)點以下時,器件漏電和性能退化的問題越來越嚴重。為了增強柵極對溝道的控制能力,全耗盡型SOI MOSFET 和三維多柵MOSFET逐漸成為平面單柵MOSFET的替代者。
審核編輯 :李倩
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原文標題:集成電路中的硅基器件—MOS場效應(yīng)晶體管
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