什麼是空乏層

PN 接面邊界附近幾乎不存在載子的區域。施加逆向偏壓時會變寬。

日文名稱: 空乏層

「空乏層」出現在1領域的2道練習題中（先進電晶體（FinFET與GAA）等）。

這個名詞所屬的領域: PN接面與二極體

練習空乏層的題目

下列何者屬於 MOSFET 的短通道效應？

  1. A縮短閘極長度時，閘極電容變為無限大
  2. B縮短閘極長度時，通道的遷移率必定變為兩倍
  3. C縮短閘極長度時，臨界電壓下降，關閉時的漏電流增加
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正確答案：C. 縮短閘極長度時，臨界電壓下降，關閉時的漏電流增加

閘極長度縮短後，源極與汲極的空乏層相對變大，通道中一部分電荷改由源極、汲極而非閘極來控制。結果會發生臨界電壓下降（roll-off）、因汲極電壓導致的臨界電壓下降（DIBL）、次臨界擺幅惡化、關閉時漏電流增加等現象。另一個問題是，只要製造變異使閘極長度稍有改變，特性就會大幅變動。

從平面型電晶體轉換為 FinFET 後，次臨界擺幅（SS）一般有何變化？

  1. A變得低於理論極限的約 60 mV/dec
  2. B趨近理論極限的約 60 mV/dec（變小）
  3. C變大，更難以關閉
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正確答案：B. 趨近理論極限的約 60 mV/dec（變小）

次臨界擺幅為 S = (kT/q)·ln10·(1 + Cd/Cox)，閘極以外的電容（空乏層等）影響越小，就越接近理論極限的約 60 mV/dec。平面型的微小電晶體曾惡化到 80～100 mV/dec，但 FinFET 因從三個方向控制，改善到約 65～70 mV/dec。不過，只要是依熱原理運作，就無法低於 60 mV/dec。

解析中的「空乏層」

出現「空乏層」的題目（2題）

  1. 下列何者屬於 MOSFET 的短通道效應？
  2. 從平面型電晶體轉換為 FinFET 後，次臨界擺幅（SS）一般有何變化？

相關名詞

次臨界擺幅 短通道效應 臨界電壓 DIBL(汲極引發位障降低) FinFET(鰭式場效電晶體) 內建電位 穿隧二極體(江崎二極體) 逆向恢復時間 接面電容(空乏層電容) 理想因子

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