MOS晶体管击穿对ID-VDS特性的影响分析

对一个MOS晶体管所加的各种电压值应该受到限制，以避免几种形式的击穿。其中之一是结击穿。当结上所加的反偏电压超过某个值时，则由衬底与漏区或衬底与源区所构成的结将导通一个大电流（由于在这种结中靠近表面的电场受到栅的影响，故上面所说的某个值随栅电势而定，并且可能与普通结理论所预计的值不同）。结击穿甚至在器件截止时也会发生。当器件导通时，沟道中快速运动的载流子可能撞击硅原子而使它们电离，产生电子一空穴对，这一现象称为碰撞电离。这些新产生的电子一空穴对又可获得足够的能量去撞击硅原子，从而产生更多的电子一空穴对，如此等等。这一现象称为雪崩效应，在靠近漏的夹断区内这一现象更为明显，因为那里的电场可能很强。于是将会有大于器件的普通模型所预计的电流流动，这一现象称为沟道击穿。

上述两种击穿都是非破坏性的。只要没有出现因过热现象而造成的大损坏，造成击穿的大电压一旦移去，器件将恢复正常工作。这类击穿对器件特性的影响示于图4.23。

一种破坏性的击穿过程是氧化层击穿。这一现象发生在当栅绝缘层内的场强超过某个值时（对于二氧化硅，约为600V/μm）。这种击穿的结果是使绝缘层永久短路。我们知道静电荷（例如用赤手触摸器件而带入的电荷）会引起氧化层击穿。由于这一原因，常常在MOS集成电路中与晶体管栅端相连的那些输入端上使用保护器件。

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