分析P⁺P^-P⁺深耗尽型硅-蓝宝石MOS场效应晶体管特性

由于硅-蓝宝石MOS场效应晶体管的薄膜性质，霍夫斯泰因（Hofstein）⁵⁷和海曼（Heiman）⁵⁸发现：在高电阻率P型硅-蓝宝石薄膜上扩散P⁺漏区和源区有可能制成“无结”增强型器件。如图7.24所示，如果硅薄膜电阻率足够高，而且硅膜足够薄，则栅源电压为零时，表面耗尽区可以通过硅一直扩展到蓝宝石衬底。因此，漏区和源区之间电导被切断的方式与结型场效应晶体管的作用十分类似。然而，又不同于结型场效应晶体管的情况，因为存在绝缘栅结构，器件能以增强型的方式工作。

当施加负的栅极电压时，在沟道区内形成P型积累层，而且可以观测到相当可观的漏源电导。只有在零栅电压时表面耗尽区的宽度大于硅膜厚度

器件才能以增强型方式工作。这对于电阻率大约为10欧姆-厘米或更大，而生长的厚度小于1微米的P型硅膜来说是可以实现的⁵⁹。

如果

器件将是耗尽型的，而且只有在表面耗尽区的最大宽度大于硅膜厚度时

在外加正值栅-源电压作用下，器件的漏-源电导才能完全夹断。因此，如果在沟道完全耗尽之前，在硅表面形成一反型层，那就不能观测到漏-源电流完全夹断的情况。然而，在漏区的沟道总是要出现夹断的；因而总会观测到漏电流的饱和⁵⁷。由于P型硅膜电阻率很高，在这些器件中，漏-源间距必须保持足够大，以避免在正常工作条件下，无用的空间电荷限制电流在漏源之间流动。

对绝缘蓝宝石衬底上已经形成的高电阻率n型硅薄膜进行扩散以形成n⁺漏区和源区，就不难制出深耗尽n沟道MOS场效应晶体管⁵⁸。虽然上面的论述是对P沟道深耗尽器件的性能来说的，但是n沟道器件的特性十分类似，其性能可以用相似的方式描述。只要采用铝作为栅电极材料，n沟道器件总是属于耗尽型的，因为表面耗尽区的电容密度是正值。只有硅膜足够薄，因而（7.36）得到满足时，漏极电流完全夹断才会随着负栅电压的增加而发生。

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