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非理想效应和迁移率变化:GaAs、InP的情形
非理想效应 迁移率变化:GaAs、InP的情形
（104V/cm)
与Si相比，GaAs、InP的特点：
存在漂移速度峰值
迁移率大
存在负微分迁移率区
饱和漂移速度小
非理想效应 迁移率变化:速度饱和效应
漏源电流下降
提前饱和
饱和漏源电流与栅压成线性关系
饱和区跨导与偏压及沟道长度无关
截止频率与栅压无关
非理想效应 弹道输运
非弹道输运MOSFET
沟道长度L>0.1μm，大于散射平均自由程；
载流子从源到漏运动需经过多次散射；
载流子运动速度用平均漂移速度表征；
弹道输运MOSFET
沟道长度L<0.1μm，小于散射平均自由程；
载流子从源到漏运动大部分没有一次碰撞-弹道输运；
高速器件、纳米器件；
提高集成度：同样功能所需芯片面积更小
提升功能：同样面积可实现更多功能
降低成本：单管成本降低
改善性能：速度加快，单位功耗降低
若尺寸缩小30％，则
栅延迟减少30％，工作频率增加43％
单位面积的晶体管数目加倍
每次切换所需能量减少65％，节省功耗50％
完全按比例缩小(Full Scaling)
尺寸与电压按同样比例缩小
电场强度保持不变
最为理想，但难以实现
恒压按比例缩小(Fixed Voltage Scaling)
尺寸按比例缩小，电压保持不变
电场强度随尺寸的缩小而增加，强场效应加重
一般化按比例缩小(General Scaling)
尺寸和电场按不同的比例因子缩小
迄今为止的实际做法
漏、源区扩散结深rj
表面空间电荷区厚度xdT
n沟道MOSFET
短沟道
长沟道
n沟道MOSFET
窄沟道
宽沟道
源-体结空间电荷区宽度
表面空间电荷区宽度
漏-体结空间电荷区宽度
源、漏pn结结深

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