MOS的Surface potential之探討

Abstract

目前MOSFET被廣泛應用於在數位電路的應用之中，這是因其具有相當小的面積，而且能製造數千個元件於單一個積體電路之上。所以無庸置疑的，MOSFET是目前積體電路設計的核心。MOSFET的心臟是一個稱為MOS電容的金屬－氧化物－半導體結構。當在MOS電容上外加一個電壓時，在半導體之中接近氧化物－半導體界面的能帶將會彎曲。在氧化物－半導體界面處，傳導帶及價帶相對於費米能階的位置是MOS電容器電壓的一個函數，因此我們能夠藉由外加適當的電壓而將半導體的表面特性由p型反轉成n型，或者由n型反轉成p型。MOSFET的操作及特性乃是由半導體表面處的這種反轉，以及所產生的反轉電荷密度所決定的。臨限電壓（threshold voltage）被定義為產生反轉層電荷所需要外加的閘極電壓，為MOSFET的一個重要係數。因表面電位於整個MOSFET的影響極廣,故我們主要於探討當”閘極殿壓”==“臨界電壓”時,臨界反轉點的MOS表面電位.