[問題] 半導體物理 DIBL 與 body effect 差異

看板Electronics作者 (haha)時間9年前 (2016/09/26 18:19), 編輯推噓3(3推 0噓 61→)
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如題，這兩個效應都是空乏區往通道延伸，為什麼前者導致閥值電壓下降，後者則是上升 ？ 谷歌大神查很久，只有一個老外有問，但是沒看到答案 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 42.73.25.163 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Electronics/M.1474885176.A.C04.html
推
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DIBL是因為source端能帳下降使元件更好通造成VT上升
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Body effect 是因為body加電壓使drain端的PN接面逆偏
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空乏區變大 吃掉channel 使Vt上升
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回應一下樓上H大，抱歉可能是我的描述不夠清楚。
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我記得書上說的DIBL 是因為短通道元件下，DRAIN偏壓增大
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導致DRAIN端的空乏區(相較BODY為逆偏)往通道延伸，並且
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靠近SOURCE 與其相互作用導致SOURCE的能障減低，載子容易
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流通，而降低Vth
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BODY EFFECT 則是因為基板相較於SOURCE有一低偏壓Vsb，
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使得基板端費米能階向上抬升，能帶彎曲增大，表示SOURCE
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的空乏區往通道延伸，因為空乏區為帶負電性電荷，因此考
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量電中性，GATE端需要更多正電荷(表示需要更多正偏壓)，
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因此Vth增加。
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而我的疑問是，同樣都是空乏區往通道延伸，怎麼造成的影
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響截然不同??
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推
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因為DIBL 效應的condition下 Vg和Vd給偏壓 同時會有其
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他效應發生，而body effect的condition僅需要考量body
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effect的效應，仔細看後 DIBL效應在drain加大電壓後
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也會有其他效應
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不太懂，BODY EFFECT和DIBL不都是有Vg和Vd，只是前者多了
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Vsb的偏壓
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DIBL造成drain端depletion region變大 這件事和DIBL並
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非一充要條件 重要的是channel要夠短 造成source端的
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energy barrier下降 也就是說 在source端depletion
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region是變小的 而body bias則是相反 增加source端的
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energy barrier
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重點是在source end的potential barrier或depletion
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region 看你喜歡哪一種理解方式
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回應樓上HOPPY大，會有這疑惑是因為在學short channel
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effect 時，書上的解釋是因為source & drain 兩端的
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space charge region往channel 延伸，因此gate能控制的
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inverse charge 變少(剩下梯形區)，所以Vth降低。
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為何body effect 同樣source 端 depletion region 往通
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道延伸，反而增加Vth?
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推
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如果是從charge sharing的角度 可能negative body bi
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as也會增加channel的depletion region
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應該說垂直方向的depletion也會有影響
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不過DIBL要如何用charge sharing解釋 你說的梯形depl
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etion應該是用來解釋Vt roll-off
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我還沒想清楚dibl的解釋
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我個人覺得用potential energy的方式想比較簡單XD
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在施加body bias時造成的source的depletion region延伸，
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不論是水平亦或是垂直方向，region內的電荷都是受Vsb控制
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所以就Vg角度而言，應該就像short channel effect類似，
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可控制inverse charge變少，Vth 應該下降?!
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我指的垂直方向是在gate以下 不是S/D to body
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charge sharing model的精神應該是在於用channel中的
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depletion charge去找Vt的大小 由於short channel的時
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候 channel裡的depletion charge不完全是被gate所控制
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有一些是SD與channel間的junction depletion
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因此當channel縮短之後 填滿channel depletion的charge
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的量減少 Vt因此降低 然而body bias會造成垂直方向的ch
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annel depletion變大 Vt自然也提高了
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感謝，上面一段話幫助我釐清short channel和body effect
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的相異處。
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不過因為不能理解DIBL降低Source的barrier的背後機制，所
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以才嘗試著用charge sharing model 去理解，指可惜好像撞
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牆了....不知道有沒有其他的理解方式?一般書上就只說Vd增
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加，在short channel device，會使得source的potential
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barrier 降低，載子更容易跨越，subthreshold current 增
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加....
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DIBL我覺得不難理解 當drain端的電壓高 而且channel
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length短的時候 drain端的電場就會通過depletion regio
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09/29 18:40, , 64F
n 去影響source end barrier
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