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MOS电容
MOS电容
强反型模式的开启由阈值电压的值决定。
与阈值电压有关的两个近似：
P型衬底的MOS电容阈值电压：
N型衬底的MOS电容阈值电压：
VFB
对实际的MOS结构来说，VFB可分为两个部分：
例1、计算阈值电压
MOS电容的工艺参数及相应的物理参数值
参数 符号 值
衬底掺杂浓度 NA 2×1016cm-3
栅氧厚度 tox 30nm
氧化层电荷密度 Q0/q 5×1010cm-2
栅的类型 N+多晶硅
本征载流子浓度 ni 1.02×1010cm-3
带隙宽度 Eg 1.12eV
室温下的热电压 Vt=kT/q 0.026
二氧化硅介电常数 eox 3.45×10-11F/m
硅介电常数 es 1.04×10-10F/m
阈值电压的设计
在CMOS（互补MOS）集成电路工艺中，对于P型衬底和N型衬底必须要提供绝对值相等的阈值电压。
对于N型衬底的MOS结构，我们有必要确定其施主浓度ND的值，以保证其阈值电压与P型衬底的MOS电容阈值电压的绝对值相等。
平 带
如何绘制MOS电容的能带图？
和之前一样，最先画费米能级 ，用虚线表示
两种情形：
如果系统处于热平衡（加零偏压），整个系统中费米能级是常数。
如果栅和衬底之间加了偏压，费米能级（更精确的说，应该是准费米能级）在这种情形下会发生分裂 。
平 带
Inversion region
Depletion region
Neutrals region
Band diagram
(p-type substrate)
Ideal MOS Curves
Oxide
Semiconductor surface
P-type silicon
表面强反型时，表面耗尽层(surface depletion-layer)宽度达到最大
电荷密度也达到最大值
电中性条件要求
反型层(inversion layer)电子只存在于极表面的一层，简化为
理想条件下的阈值电压
忽略氧化层中的表面态电荷密度
理想情况下，表面势完全产生于外加栅极电压
外加栅压
栅氧化层上的电压降
(向衬底方向的厚度)

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