微电子器件（4-12）.pptVIP免费

4.124.12无结晶体管无结晶体管无结（Junctionless,JL）晶体管源漏与衬底是同种类型的半导体，不存在PN结。无结晶体管工作时如同一个简单的电阻，器件通过栅电压控制沟道内载流子的浓度，从而控制晶体管电流的大小。（a）无结晶体管结构（b）SOIMOSFET结构4.12.14.12.1无结晶体管的工作原理无结晶体管的工作原理当加在无结晶体管上的栅电压小于阈值电压，整个半导体薄膜耗尽，器件完全关断；而当栅压大于阈值电压时，半导体薄膜处于平带状态，栅压继续增加，可以使半导体薄膜处于积累状态。无论半导体薄膜处于平带还是积累状态，此时整个沟道完全导通，器件处于开态。(a)耗尽关断(b)平带导通(c)积累导通•设单侧耗尽层厚度为xd，则由一维泊松方程可得耗尽层电压降：22DddepSiqNxV22DSiSidVxxqNdx栅氧化层上电压降为：SiDOXdOXOXOXOXSiOXSiqNtxVtEtEDdSiSiqNxE和Si/SiO2界面电场：gsfbdepOXVVVV22DdDOXdgsfbSiSiqNxqNtxVV由可得4.12.2.4.12.2.无结晶体管的阈值电压无结晶体管的阈值电压•求解一元二次方程可得单侧耗尽层厚度xd，得到导电沟道厚度令Qn=0，得到阈值电压当VGS>VFB，进入积累模式，则阈值电压可由Qn表达式中令VGS=VFB得出11212FBGsDOXSiOXsSiDnVVqNCWCWqNQOXSSiOXSiDFBTCWCWqNVV21sDTTonWqNVV22对无结晶体管，导电电荷面密度与栅压近似为平方根的关系，这是由耗尽层厚度与偏压的平方根关系所决定。而普通反型模式晶体管两者间是线性关系，因而无结晶体管在VG