微电子(5)

六：实验步骤

1．基于Athena 、Atlas实现PMOS结构和I-V曲线。（若源程序得不到如图的结果，请调试程序）

2．在步骤1的基础上实现NMOS结构和I-V曲线，并参照PMOS分析模拟结果。

七：结果与分析

1被击穿后的NMOS器件图：

图八 被击穿后的PMOS器件

2.击穿后的PMOS的I/V特性曲线

图九 击穿后的PMOS的I/V特性曲线

分析：

① 由工艺图图八中可看到，由于是PMOS形成的P沟道，所以沟道中的电子已被加载在栅极的负电压赶到衬底，沟道中已经几乎没有电子。

② 线性区，VDS很小时，沟道近似为一个阻值与VDS无关的固定电阻，如图九所示

过渡区，随着 VDS 增大，漏附近的沟道变薄，沟道电阻增大，曲线逐渐下弯。当VDS 增大到VDsat ( 饱和漏源电压 ) 时，漏端处的可动空穴消失。

饱和区，当 VDS >VDsat 后，沟道夹断点左移，漏附近只剩下耗尽区。这时ID几乎与VDS无关而保持常数 IDsat ，曲线为水平直线。

击穿区， 当 VDS 继续增大到 BVDS 时，漏结发生雪崩击穿，或者漏源间发生穿通，ID急剧增大，如图九所示。

3.把PMOS改为NMOS时得到结果如下:

1）被击穿后的NMOS器件图：

2）击穿后的NMOS的I/V特性曲线图：

3）分析结果：

① 由工艺图图十中可看到，由于是NMOS形成的N沟道，所以沟道中的电子已被加载在栅极的正电压吸引到到栅极氧化层底部，沟道中被电子充满，而空穴则被赶到衬底底部。

② 线性区，VDS很小时，沟道近似为一个阻值与VDS无关的固定电阻，如图所示

过渡区，随着 VDS 增大，漏附近的沟道变薄，沟道电阻增大，曲线逐渐下弯。当VDS 增大到VDsat ( 饱和漏源电压 ) 时，漏端处的可动电子消失。

饱和区，当 VDS >VDsat 后，沟道夹断点左移，漏附近只剩下耗尽区。这时ID几乎与VDS 无关而保持常数 IDsat ，曲线为应该为水平曲线，但是由于参数设置的不同，ID 随 VDS的增大而略有增大，曲线向上翘。

击穿区， 当 VDS继续增大到 BVDS 时，漏结发生雪崩击穿，或者漏源间发生穿通，ID急剧增大，如图十一所示。

4.结论：

PMOS和NMOS的工作原理是一样的，只不过PMOS的导电载流子是空穴，而NMOS是电子，加载在栅极和漏极的电压分别相反，两者被击穿的原理也相同，击穿后的I/V特性曲线理论上应当一样，而最终由模拟结果可知，两者的击穿后I/V特性曲线实际上是一样的，只是工作的电压电流方向分别相反。当栅极电压一定时，加载在源漏极之间电压达到击穿电压BVDS时，会发生雪崩击穿。

因此，在MOSEFT实际工作中,要将源漏极之间电压控制在击穿电压之下。

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库微电子(5)在线全文阅读。