Зависимость порогового напряжения от электрофизических характеристик

Подложка p-типа (n-канальная структура):

;

Подложка n-типа (p-канальная структура):

;

j_МП - разность работ выхода электронов из металла и полупроводника:

для подложки p-типа:

j_МП=j_МПС‑|j_F|

для подложки n-типа:

j_МП=j_МПС+|j_F|

j_МПС=‑0.6 В - разность работ выхода электронов из алюминия и кремния с собственным типом проводимости.

|j_F| - абсолютное значение потенциала Ферми, измеряемого в В, или уровня Ферми в эВ:

.

Например:

тогда разность работ выхода: .

- плотность заряда поверхностных состояний

N – концентрация примеси в подложке.

Для поликремниевого затвора:

Разность работ выхода из затвора и подложки:

1. n-канальный транзистор – подложка p-типа, затвор легирован n-примесью

2. p-канальный транзистор – подложка n-типа, затвор легирован p-примесью

В SPICE пороговое напряжение называется vto. Расчет параметров МОП-транзисторов подробно описан в [1 - §8.6, 11.3; 2 - §9.3].