[전자] 고온전자란?

도핑에서 두 공간전하영역들은 급격한 공핍층들이 약 0.25 um 떨어지며 상호작용하기 시작한다. 역시 드레인 유도 장벽저하라고 알려진 거의 펀치 스루가 발생하는 드레인 전압은 계산된 이상적인 펀치 스루 전압보다 현저하게 낮다.

 

 

※ 고온전자

 

드레인 소스 전압이 증가함에 따라 드레인 쪽 공간전하영역에서의 전계가 증가한다. 높은 전계에서 전자-정공쌍이 충돌 이온화에 의하여 공간전하영역에서 발생되어질 수 있다. 채널 MOSFET에서는 생성된 전자들은 드레인쪽으로, 정공들은 기판 쪽으로 끌려가려고 한다.

 

공간전하영역에서 생성된 전자 중 일부는 양의 게이트 전압으로 인하여 발생된 전계에 의하여 산화막 쪽으로 끌려가게 된다. 이 효과가 그림에 나타나 있다. 이들 생성된 전자들은 열평형상태 값보다 큰 에너지를 가지며, 고온전자라고 불린다. 만약 전자들이 1.5 eV 정도의 에너지를 갖는다면, 그들은 산화막 안으로 터널될 수 있다. 혹은 경우에 따라선 실리콘 산화막 전위장벽을 극복하여 펨토암페어(fA)(10-15 A)나 피 코암페어(pA)(10-12 A)의 게이트 전류를 일으킬 수 있을 것이다. 산화막을 관통하는 전자들의 일부분은 트랩되어 산화막에 순 음전하 밀도를 일으킨다. 전자 트래핑 확률은 일반적으로 정공 트래핑 확률보다 작다. 그러나 고온전자 유도 게이트 전류는 오랜 시간에 걸쳐 존재할 수 있으므로 음전하 축적효과가 이루어 질 수 있다. 음의 산화막 전하 트래핑은 문턱전압을 양의 방향으로 이동시키게 된다. Si-SiO계면을 관통하는 강력한 전자들은 추가적인 계면상태들을 발생시킬 수 있다. 계면상태 발생의 가능한 원인은 실리콘 수소 결합들이 깨어지는 것이다.

 

이동도는 온도가 증가하면 감소한다. 하지만 문턱전압은 온도에 따라서 단지 약간만 변화되므로, 소자의 전류가 증가하고 추가적인 전력소모가 일어남에 따라, 소자의 온도가 증가하며 이동도가 감소하여 채널전류는 본질적으로 제한된다.

 

부동게이트의 전하가 지워질 수 있도록 여러가지 구조들이 설계되고 제조되었다, 지울 수 있는 프로그램 가능한 읽기전용메모리 소자에서는 자외선 빛에 의하여 삭제가 완료되기도 한다.