Эмпирический параметр λ (параметр lambda в ранних моделях)

имеет порядок ~(0.08…0.10) 1/B.

ID /ID0

ток насыщения I D 0

В новых системах моделей в BSIM3-4 моделирование модуляции длины канала производится с помощью соотношения

L = (VDS −VDSAT )Epinch , где Epinch – электрическое поле в области отсечки:

Вглаве 6 мы более подробно рассмотрим процессы в районе отсечки и получим приближенное аналитическое выражение, описывающее зависимости длины область отсечки от напряжения между стоком и истоком.

5.15.Паразитные сопротивления стока и истока

Вкороткоканальных МОПТ возрастает роль паразитных элементов. Металлические контакты, а также сток и исток, особенно слаболегированные, являются проводниками с конечным сопротивлением (рис. 5.18), что ухудшает характеристики МОПТ.

147

Из формулы видно, что сопротивление истока сильнее влияет на уменьшение крутизны. Из-за этого часто слабо легирует только сток, что усложняет проектирование разводки схемы.

При длине канала 0.1 мкм сопротивление стока-истока уменьшает ток в канале IDSAT на ~ 10-20 %. Считается, что допустимые значения паразитных сопротивлений стокового и истокового перехода определяются условием RS + RD < 0.2RC , где RC – сопротив-

ление канала открытого транзистора. Сопротивление контактов растет с уменьшением глубины p-n переходов стока и истока; поэтому эта проблема усугубляется с миниатюризацией приборов. В более продвинутых технологиях в качестве материала контактов используются силициды металлов с более высокой проводимостью по сравнению с сильнолегированным кремнием. При этом исток и сток являются контактами Шотки.

NB. Так как проводимость транзистора в линейной области выражается формулой ( β – удельная крутизна)

gD0 = β (VGS −VT ),

то формула (5.15.2) дает такой же качественный вид зависимости крутизны от затворного напряжения, как и в формуле (5.3.1). Соотношение (5.3.1) часто связывают с уменьшением подвижности за счет увеличения прижимающего тока. Действительно, эти эффекты невозможно отличить, основываясь только на виде единственной ВАХ. Для однозначного разделения этих эффектов требуются, как правило, громоздкие исследования, например, получение ВАХ нескольких транзисторов, изготовленных по одной технологии, но имеющих разную ширину каналов.

Подобное смешение физических и схемотехнических или чисто приборных эффектов является типичным в микроэлектронике, что существенно затрудняет анализ и адекватное моделирование работы приборов.

149

5.16.Паразитные емкости стока и истока

Видеале заряды на затворе и на стоке не должны зависеть друг от друга. В реальных транзисторах они связаны через взаимные паразитные емкости (рис. 5.20).

Рис. 5.20. Схема паразитных емкостей перекрытия МОПТ

Емкость прямого перекрытия (direct overlap)

где lOV – длина перекрытия между (и)стоком и затвором, W – ши-

рина канала.

Дополнительные два слагаемых обусловлены наличием краев и соответствующими поправками к формуле для плоского конденсатора.

Емкость внешних краев (outer fringe)

Обратите внимание, что силовые линии взаимной электростатической связи в одном случае идут через спейсер (краевую изоляцию затвора), а в другом – через кремний, что выражается в разных значениях диэлектрической проницаемости.

150

CIF W ≈ 0.16 фФ/мкм (в закрытом режиме). Полная паразитная емкость перекрытия

COV (VG = 0)= CDO +COF +CIF ~ 10 εiε0 W 0.3 (фФ/мкм)×W.

(5.16.4)

151