作者crab321 (haha)
看板Electronics
標題[問題] 半導體物理 DIBL 與 body effect 差異
時間Mon Sep 26 18:19:34 2016
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
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1F：推 highcal24: DIBL是因為source端能帳下降使元件更好通造成VT上升 09/26 23:07
2F：→ highcal24: Body effect 是因為body加電壓使drain端的PN接面逆偏 09/26 23:08
3F：→ highcal24: 空乏區變大 吃掉channel 使Vt上升 09/26 23:09
4F：→ crab321: 回應一下樓上H大，抱歉可能是我的描述不夠清楚。 09/28 09:40
5F：→ crab321: 我記得書上說的DIBL 是因為短通道元件下，DRAIN偏壓增大 09/28 09:42
6F：→ crab321: 導致DRAIN端的空乏區(相較BODY為逆偏)往通道延伸，並且 09/28 09:43
7F：→ crab321: 靠近SOURCE 與其相互作用導致SOURCE的能障減低，載子容易 09/28 09:44
8F：→ crab321: 流通，而降低Vth 09/28 09:44
9F：→ crab321: BODY EFFECT 則是因為基板相較於SOURCE有一低偏壓Vsb， 09/28 09:47
10F：→ crab321: 使得基板端費米能階向上抬升，能帶彎曲增大，表示SOURCE 09/28 09:49
11F：→ crab321: 的空乏區往通道延伸，因為空乏區為帶負電性電荷，因此考 09/28 09:50
12F：→ crab321: 量電中性，GATE端需要更多正電荷(表示需要更多正偏壓)， 09/28 09:51
13F：→ crab321: 因此Vth增加。 09/28 09:51
14F：→ crab321: 而我的疑問是，同樣都是空乏區往通道延伸，怎麼造成的影 09/28 09:52
15F：→ crab321: 響截然不同?? 09/28 09:53
16F：推 highcal24: 因為DIBL 效應的condition下 Vg和Vd給偏壓 同時會有其 09/28 10:23
17F：→ highcal24: 他效應發生，而body effect的condition僅需要考量body 09/28 10:24
18F：→ highcal24: effect的效應，仔細看後 DIBL效應在drain加大電壓後 09/28 10:25
19F：→ highcal24: 也會有其他效應 09/28 10:25
20F：→ crab321: 不太懂，BODY EFFECT和DIBL不都是有Vg和Vd，只是前者多了 09/28 11:25
21F：→ crab321: Vsb的偏壓 09/28 11:25
22F：→ hoppy0626: DIBL造成drain端depletion region變大 這件事和DIBL並 09/28 19:08
23F：→ hoppy0626: 非一充要條件 重要的是channel要夠短 造成source端的 09/28 19:08
24F：→ hoppy0626: energy barrier下降 也就是說 在source端depletion 09/28 19:09
25F：→ hoppy0626: region是變小的 而body bias則是相反 增加source端的 09/28 19:10
26F：→ hoppy0626: energy barrier 09/28 19:10
27F：→ hoppy0626: 重點是在source end的potential barrier或depletion 09/28 19:12
28F：→ hoppy0626: region 看你喜歡哪一種理解方式 09/28 19:12
29F：→ crab321: 回應樓上HOPPY大，會有這疑惑是因為在學short channel 09/28 20:26
30F：→ crab321: effect 時，書上的解釋是因為source & drain 兩端的 09/28 20:26
31F：→ crab321: space charge region往channel 延伸，因此gate能控制的 09/28 20:27
32F：→ crab321: inverse charge 變少(剩下梯形區)，所以Vth降低。 09/28 20:28
33F：→ crab321: 為何body effect 同樣source 端 depletion region 往通 09/28 20:30
34F：→ crab321: 道延伸，反而增加Vth? 09/28 20:31
35F：推 hoppy0626: 如果是從charge sharing的角度 可能negative body bi 09/29 09:06
36F：→ hoppy0626: as也會增加channel的depletion region 09/29 09:06
37F：→ hoppy0626: 應該說垂直方向的depletion也會有影響 09/29 09:28
38F：→ hoppy0626: 不過DIBL要如何用charge sharing解釋 你說的梯形depl 09/29 09:33
39F：→ hoppy0626: etion應該是用來解釋Vt roll-off 09/29 09:33
40F：→ hoppy0626: 我還沒想清楚dibl的解釋 09/29 09:34
41F：→ hoppy0626: 我個人覺得用potential energy的方式想比較簡單XD 09/29 09:36
42F：→ crab321: 在施加body bias時造成的source的depletion region延伸， 09/29 10:16
43F：→ crab321: 不論是水平亦或是垂直方向，region內的電荷都是受Vsb控制 09/29 10:17
44F：→ crab321: 所以就Vg角度而言，應該就像short channel effect類似， 09/29 10:19
45F：→ crab321: 可控制inverse charge變少，Vth 應該下降?! 09/29 10:20
46F：→ hoppy0626: 我指的垂直方向是在gate以下 不是S/D to body 09/29 14:21
47F：→ hoppy0626: charge sharing model的精神應該是在於用channel中的 09/29 14:28
48F：→ hoppy0626: depletion charge去找Vt的大小 由於short channel的時 09/29 14:29
49F：→ hoppy0626: 候 channel裡的depletion charge不完全是被gate所控制 09/29 14:30
50F：→ hoppy0626: 有一些是SD與channel間的junction depletion 09/29 14:31
51F：→ hoppy0626: 因此當channel縮短之後 填滿channel depletion的charge 09/29 14:32
52F：→ hoppy0626: 的量減少 Vt因此降低 然而body bias會造成垂直方向的ch 09/29 14:33
53F：→ hoppy0626: annel depletion變大 Vt自然也提高了 09/29 14:33
54F：→ crab321: 感謝，上面一段話幫助我釐清short channel和body effect 09/29 14:59
55F：→ crab321: 的相異處。 09/29 14:59
56F：→ crab321: 不過因為不能理解DIBL降低Source的barrier的背後機制，所 09/29 15:01
57F：→ crab321: 以才嘗試著用charge sharing model 去理解，指可惜好像撞 09/29 15:02
58F：→ crab321: 牆了....不知道有沒有其他的理解方式?一般書上就只說Vd增 09/29 15:03
59F：→ crab321: 加，在short channel device，會使得source的potential 09/29 15:04
60F：→ crab321: barrier 降低，載子更容易跨越，subthreshold current 增 09/29 15:06
61F：→ crab321: 加.... 09/29 15:07
62F：→ hoppy0626: DIBL我覺得不難理解 當drain端的電壓高 而且channel 09/29 18:39
63F：→ hoppy0626: length短的時候 drain端的電場就會通過depletion regio 09/29 18:39
64F：→ hoppy0626: n 去影響source end barrier 09/29 18:40