Appunti riassuntivi sul MOSFET

Funzionamento del MOSFET

Condizioni di V_GS e V_th

V_GS < V_th: Si induce un campo elettrico verticale (lungo z) che copre le lacune dell'interfaccia SiO₂, e dunque lungo l'interfaccia si induce una SCR formata da ioni accettori negativi (perché non neutralizzati da lacune). In tali condizioni il MOSFET è assimilabile ad un NPN in cui il terminale di base coincide col terminale di B. Siccome V_BS è tipicamente negativo, o nullo, C per azione da di giunzione B-S risulta polarizzata direttamente per V_BS > 0 il bipolare è invertito e la I_D è nulla. Il FOS è assimilabile ad un circuito aperto.

V_DS TN: Si induce un campo elettrico verticale (lungo z) che copre la lacuna dell'interfaccia SiO₂, e dunque lungo l'interfaccia si induce una SCR formata da ioni accettori negativi (perché non neutralizzati da lacune). In tali condizioni il MOSFET è assimilabile ad un NPN in cui il terminale di base coincide col terminale di B. Siccome V_BS è tipicamente negativo o nullo, C per ottenere che la giunzione B-S risulti polarizzata direttamente (per V_BS > 0 il terminale è invertito e la D è nulla). Il MOS è assimilabile ad un circuito aperto.

Se V_GS > V_th si forma uno strato di elettroni alla interfaccia SiO₂ che colleghi S e D. Dunque se si applica una V_DS > 0 si produce un E_y longitudinale che produce un flusso di e da S a D. A causa dell'accoppiamento capacitivo tra canale e CG, le IDS dipendono dalla V_GS, in tal caso ho una resistenza controllata.

Realizzazione

1. Substrato p⁺ drogato di Boro
2. Crescita Oxide
3. Deposizione Nitruro di Silicio
4. Deposizione Fotoresist
5. Definizione zona attiva e attacco nitruro
6. Impiantazione "Channel Stop", si è formata una MOS, presenza di dose eccessiva introdotto questo Si per aumentare la V_t
7. Rimozione fotoresist
8. Crescita ossido di campo: il nitruro è impermeabile alle specie ossidanti quindi l'oss sopra non si ossida. Però lateralmente si ossida e si forma il becco di rinculo con conseguente inclusione ione drive
9. Rimozione nitruro e accrescimento ossido di G: si impianta anche del B per definire le V_tn
10. Si deposita polycristina

Litografia e definizione

• Litografia di G
• Definizione S e D: Importazione di dosi elevati di As per S e D. Lo spazio di canale è prodotto dal polisilico mentre il field oxide protegge l'ossido di campo, evitando di attivare la V_tn. Ora dobbiamo connettere S e D tramite litografia e mi va il PSG.

Teoria MOSE

(E_x, E_y)

E_x indotto da G, E_y da D

ψ(x₀,y) = ψ_s(y) potenziale all'interfaccia ossido-sottostrato

M(x=0,y)=M_s(y) concentrazione superficiale di elettroni

M_s(y=0)=M_s ⇒ Concentrazione superficiale di elettroni nelle immediate vicinanze del S.

Definizione V_tn e V_TH

Definizione V_tn: è la V_GS tale da far M_s, avere la concentrazione superficiale di elettroni in corrispondenza del S, è pari a N_A. Allora, per V_GS > V_tn, M_s >> N_A (strong inversion) e la S e D sono collegate elettricamente. Essa vale:

V_tn = V_FB + 2φ_B + γ √(2φ_B + V_SB)

V_TH = V_FB + 2ψ_B + λ√(2ψ_B + V_SB)

ψ_B = V_T ln (N_A/n²_i)

Fermi potential

Triodo

Per V_GS > V_th, V_DS > 0 e V_DS < V_DS,sat, il canale raggiunge il D: è possibile la conduzione e il canale si comporta come una R_L nel senso da φ(X,Y) verso se l ma non su W.

I_D = µnCoxW/L [(V_GS - V_th)V_DS - V²_DS/2]

e si ottiene transistorizzato della corrente lungo il canale.

Se V_DS << 2(V_GS - V_th) si ha:

I_D ≈ µnCoxW/L (V_GS - V_th)V_DS ovvero è un resistore modulato dalla tensione di gate.

R_ON = _VDS/