解析偏置栅极N沟道耗尽型MOS场效应晶体管结构特性

虽然，对于增强型器件，要求栅电极完全覆盖在漏-源之间的间隙上面，但是对于耗尽型MOS场效应晶体管却无此必要。如果在漏源之间存在着导电表面沟道，则这两个区之间的电流会受到如图7.7所示的n沟道MOS场效应晶体管偏置绝缘栅结构的调节。因为使栅电极偏置远离漏极，负反馈电容CGD将大为减小，但是由于漏区附近沟道的未调部分，势必引进很小的串联电阻。虽然在外加漏电压取值稍大时，就将观测到夹断现象，但只要寄生漏极电阻远远小于动态漏极饱和电阻的典型值，器件增益的下降是十分微小的。反之，如果栅电极偏离源区，这就要发生严重的源退化，晶体管的增益观测值将大大下降。

类似图7.7所示结构的偏置栅n沟道硅MOS场效应晶体管已经研制成功，它具有比较低的串联电阻，极小的器件的栅-漏电容，当与栅电极盖满漏源间隙的类似器件比较时，这种器件显示出更好的高频特性。由于电子在硅中有较高的迁移率，同时由于n沟道耗尽型硅器件相对来说较易制造，所以偏置栅MOS场效应晶体管通常都是n沟道器件，这样就使单位面积的跨导和所得到的高频功能都可获得很大的改善。

应该注意，由于在偏置栅结构中，紧贴沟道未调制部分上面的薄氧化层并无金属复盖，这种类型的器件特别容易产生对电特性的不稳定，这是在无保护的氧化层表面可能发生的离子导电过程所造成的¹⁹。在制作过程中，如果采取适当的预防措施，此种不稳定性即可下降到最低程度，虽然不能完全消除。另外一种减小耗尽型MOS场效应晶体管漏-栅电极间负反馈电容的方法是这样的，使栅电极与漏和源区重迭，而只在源区确定的范围内生长薄膜栅极绝缘物，使它仅扩展在源区上面。因此，离漏极扩散区较近的那一部分沟道上，氧化层比源区附近的要厚得多，因而寄生栅-漏电容大为减小。虽然寄生电容的减小并不如偏置栅结构那样大，但是这种类型的器件不易因表面离子电导而引起电特性的不稳定，因为沟道区上面的氧化物完全由金属所复盖。

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