MOS晶體管短溝道和窄溝道效應特性作用

在前一章中，我們假設所考慮的晶體管有一個足夠長而寬的溝道，因此沿著溝道四邊的“邊緣”效應可以忽略。這就允許我們假設場強線處處垂直表面（即它們只有沿方向的分量），并用緩變溝道近似對晶體管進行所謂一維分析?；谶@樣一些假設所導出的公式不能充分地表征短溝道或窄溝道器件。如果溝道較短（即L比源和漏的耗盡區寬度之和大不太多），則有相當一部分場強線同時具有沿y和沿x兩個方向的分量，后者就是沿溝道長度方向的分量。因此就需要用二維分析方法。若溝道不是短，而是窄（即W比柵下耗盡區的深度大不太多），則有相當一部分場強線具有沿y和沿z兩個方向的分量，后者是沿溝道寬度方向的分量。因而這時也必須用二維分析方法。若溝道既短又窄，則在一般情況下，場強線將有沿x、y和z三個方向的分量，此時就需要用三維分析方法了。

二維和三維分析可借助于計算機用數值方法來進行。然而，這樣一些分析雖然精確，但不能提供一個能用于有效計算的簡單模型。因此許多分析計算還是靠使用經驗近似和半經驗方法加以簡化這一途徑來完成的。在作簡化時，通常把復雜的二維或三維現象分解為簡單的，彼此獨立的一些現象，并且每次只研究其中的一個現象。然后作了許多簡化的假設（這些假設有時還難于嚴格證明），并導出了一些相對簡單的關系式。這類技術的特點是常常試圖保持長溝道和寬溝道器件的I-V特性的一般形式，但對它們作某些修正，以“推廣”這些關系式，使之適用于短溝道和（或）窄溝道的情況。檢驗這些經驗方法正確與否的標準是看它們在模擬實驗所觀察到的特性方面是否成功。雖然這些方法中的有些方法不夠嚴密和完美，但是當更精確的分析工作不能給出計算效率高的模型時，它們往往是很有用的。本章中將要介紹一些有代表性的半經驗建模方法的例子，它們多半被限定用在強反型區。

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