逆短チャネル効果

MOSFETにおける逆短チャネル効果(RSCE) は、チャネル長が短くなるとしきい値電圧が増加する現象です。これは、通常の短チャネル効果とは逆の効果です。この違いは、現代の小型デバイス製造で使用されるドーピング プロファイルの変化に起因します。

RSCE は、現代のプロセスにおける不均一なチャネル ドーピング (ハロー ドーピング) の結果です。^[1]ドレイン誘起障壁低下(DIBL) に対抗するため、MOSFET のソース領域とドレイン領域に近い基板は、ソース/基板およびドレイン/基板接合部の近くの空乏領域の幅を狭めるために、高濃度ドーピング (NMOS の場合は p+、PMOS の場合は n+) されます (この高濃度ドーピングを接合部のすぐ近くに限定することを説明するため、ハロー ドーピングと呼ばれます)。 ^[2]チャネル長が短い場合、ソースのハロー ドーピングがドレインのハロー ドーピングと重なり、チャネル領域の基板ドーピング濃度が増加し、しきい値電圧が増加します。このしきい値電圧の増加により、チャネル反転のためにより大きなゲート電圧が必要になります。ただし、チャネル長が長くなると、ハロー ドーピング領域が分離され、チャネルの中間部分のドーピングはボディ ドーピングによって決まるより低いバックグラウンド レベルに近づきます。この平均チャネルドーピング濃度の減少は、チャネル長が増加するにつれて V _thが最初は減少するが、十分に長い長さの場合はチャネル長に関係なく一定の値に近づくことを意味します。

• 短チャネル効果