dennard等比例缩小理论是什么,金属半导体功函数差

1. dennard等比例缩小理论是什么
2. vfb是多大电压

dennard等比例缩小理论是什么

R．Dennard等提出了MOS器件“按比例缩小”的理论。这个理论建立在器件中的电场强度和形状在器件尺寸缩小后保持不变的基础之上称为恒定电场(constant electrical field)理论，简称CE理论。这样，许多影响器件性能并与电场变化呈非线性关系的因素，将不会改变其大小，而器件的性能却得到明显的改善。随着实践的应用需要，又提出了恒定电源电压的按比例缩小CV (constant voltage)理论以及准恒定电源电压的QCV (quasi-constant voltage)理论。

1. 器件和引线按CE理论缩小的规则

所谓“按比例缩小”，意味着不仅仅是简单地缩小器件的水平尺寸，而且按同样比例缩小器件的垂直尺寸；不仅缩小器件的尺寸，而且按比例地变化电源电压及衬底浓度。

CE理论的基本特点是：器件尺寸、电源电压及衬底浓度这三个参数均按一个比例因子α(此处α>1，是无量纲的常数)而变化，即所有水平方向和垂直方向的器件尺寸均按l/α缩小。与此同时，为了保持器件中各处电场强度不变，所有工作电压均按同样比例降低α倍(即乘1/α)。为了按同样比例缩小器件内各个耗尽层宽度，衬底浓度应提高α倍。这里“按比例缩小”的提法是为了着重说明器件和引线尺寸的缩小。事实上，除尺寸之外，电源电压及衬底浓度是按同样的比例改变，并不一定缩小。按CE理论缩小的器件和电路性能如表1所示。

CE理论的一个主要弱点，是许多影响电路性能的参数，如硅的禁带宽度Eg，等效热电压kT/q，等效氧化层电荷密度Qox，功函数差φMS，PN结内建电势φbi，载流子饱和速度vSAT，亚阈电流斜率S，杂质扩散系数，周长面积比，介电常数，介质和硅的临界电场强度，载流子碰撞电离率以及某些工艺参数的误差等，不能按比例变化；一些不希望或不应按比例变化的参数又不得不按比例变化，这些参数包括场氧化层厚度(希望尽可能厚，以减小寄生电容)，互连线厚度(希望尽可能厚，以减缓电阻的增加)，衬底浓度(希望尽可能低，以减少寄生的PN结电容)，接触孔的面积(希望尽可能大，以减少寄生串联电阻)等等。

vfb是多大电压

平带电位（Flat band voltage）就是在MOS系统中，使半导体表面能带拉平（呈平带状态）所需要外加的电压时的电位。

用来表征：平带状态一般是指理想MOS系统中各个区域的能带都是拉平的一种状态。

测量：电化学方法：在三电极体系下，使用入射光激发半导体电极，并改变电极上的电势。当施加的电位比平带电位偏负的时候，光生电子不能够进入外电路，也就是说不会产生光电流。

相反，当施加的电位比平带电位偏正的时候，光生电子则能偶进入外电路，进而产生光电流。所以开始产生光电流的电势即为该纳米半导体的平带电位。

平带电压计算

平带电压可分为两部分相加，Vfb=Vfb1+Vfb2，Vfb1用来抵消功函数差的影响，Vfb2用来消除氧化层及界面电荷的影响

1）Vfb1

Vfb1=φms=φg-φf；

对于多晶硅栅，高掺杂的情况下，φg≈0.56V，+用于p型栅，-用于n型栅。

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