什麼是短通道效應

閘極長度變短時,受汲極電場影響,臨界電壓下降、關閉時的漏電流增加的現象。

日文名稱: 短チャネル効果

「短通道效應」出現在2領域的8道練習題中(先進電晶體(FinFET與GAA), 氧化與擴散等)。

這個名詞所屬的領域: MOSFET

練習短通道效應的題目

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。

為了在 FinFET 中充分抑制短通道效應,一般對鰭片寬度的要求為何?

  1. A可與閘極長度無關地決定
  2. B要比閘極長度寬得多
  3. C要比閘極長度更細
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正確答案:C. 要比閘極長度更細

鰭片越細,兩側閘極的電場越能充分到達鰭片中心,可抑制通過離閘極較遠部分的漏電。作為基準,鰭片寬度必須在閘極長度的一半至同等以下,先進世代已細到 5~7 nm 左右。不過,若太細,會出現量子侷限造成的臨界電壓變動、表面散射造成的遷移率下降,以及加工變異等問題。

解析中的「短通道效應」

出現「短通道效應」的題目(8題)

  1. 下列何者屬於 MOSFET 的短通道效應?
  2. 為了在 FinFET 中充分抑制短通道效應,一般對鰭片寬度的要求為何?
  3. 下列關於用來估計短通道效應強弱的「尺度長度(自然長度)λ」之說明,何者正確?
  4. 下列關於 FinFET 結構特徵的敘述,何者正確?
  5. 下列關於 GAA(環繞式閘極,Gate-All-Around)型電晶體的說明,何者正確?
  6. 下列關於完全空乏型 SOI(FD-SOI)電晶體之優點,何者正確?
  7. 與 FinFET 相比,奈米片型 GAA 電晶體在設計上的優點,下列何者正確?
  8. PN 接面的「接面深度」,一般的定義為何者正確?

出現這個名詞的比較

相關名詞

FinFET(鰭式場效電晶體) 臨界電壓 GAA(環繞式閘極) 奈米片 空乏層 DIBL(汲極引發位障降低) 次臨界擺幅 遷移率 FD-SOI(全空乏型SOI) 隨機摻雜物波動(RDF)

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