PMOS3401管的性能是怎樣？首先，研究了一種更簡(jiǎn)單的器件，金屬氧化物半導(dǎo)體電容器，以便更好地理解金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。該裝置有兩個(gè)電極，一個(gè)金屬和一個(gè)非本征硅，由一層薄薄的二氧化硅隔開。金屬桿為柵極，半導(dǎo)體端為后柵極或本體。它們之間的絕緣氧化層稱為 digate 電(柵介質(zhì))。這幅圖中的器件有一個(gè)后門，由輕摻雜的 p 型硅制成。通過(guò)不同電壓下后柵的接地，說(shuō)明了這種金屬氧化物半導(dǎo)體電容器的電學(xué)特性。金屬氧化物半導(dǎo)體電容器的門電位是0v。在功函數(shù)中，金屬柵和半導(dǎo)體背柵之間的差異在電介質(zhì)中產(chǎn)生一個(gè)小的電場(chǎng)。在器件中，這個(gè)電場(chǎng)使金屬電極產(chǎn)生微弱的正電位，即 p 型硅負(fù)電位。這個(gè)電場(chǎng)將電子從硅基板吸引到表面，并將空穴推離表面。電場(chǎng)太弱，載流子濃度變化很小，對(duì)器件的整體性能影響不大。 當(dāng) PMOS3401管電容的柵極相對(duì)于后柵極正偏時(shí)會(huì)發(fā)生什么。通過(guò)柵極電介質(zhì)的電場(chǎng)得到加強(qiáng)，更多的電子從襯底上被拉起。與此同時(shí)，空腔從表面噴射出來(lái)。隨著柵極電壓的增加，表面上的電子會(huì)比空穴多。由于電子過(guò)多，硅的表面層看起來(lái)像 n 型硅。摻雜極性的反轉(zhuǎn)稱為反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)的硅層稱為通道。當(dāng)柵極電壓繼續(xù)上升，更多的電子聚集在表面，通道變得強(qiáng)烈反轉(zhuǎn)。形成通道的電壓稱為閾值電壓。當(dāng)柵極與后柵極之間的電壓差小于閾值電壓時(shí)，不會(huì)形成通道。當(dāng)電壓差超過(guò)閾值電壓時(shí)就會(huì)產(chǎn)生通道。

PMOS3401管電容:(a)無(wú)偏(VBG=0V)，(b)反相(VBG=3V)，(c)累計(jì)(VBG=-3V)。

正是當(dāng)PMOS3401管電容的GATE相對(duì)于backgate是負(fù)電壓時(shí)的情況。電場(chǎng)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，往表面可以吸引大量空穴產(chǎn)生排斥中國(guó)電子。硅表層結(jié)構(gòu)看上去我們更重的摻雜了，這個(gè)系統(tǒng)器件被認(rèn)為是企業(yè)處于accumulation狀態(tài)了。MOS電容的特性能被用來(lái)發(fā)展形成MOS管。Gate，電介質(zhì)和backgate保持歷史原樣。在GATE的兩邊是兩個(gè)部分額外的選擇性通過(guò)摻雜的區(qū)域。其中作為一個(gè)國(guó)家稱為source，另一個(gè)問(wèn)題稱為drain。假設(shè)source 和backgate都接地，drain接正電壓。只要GATE對(duì)BACKGATE的電壓技術(shù)仍舊需要小于一定閾值控制電壓，就不會(huì)沒有形成channel。