Abbildung: Kurzkanaleffekt: Threshold-Spannung 
als Funktion der Gate-Länge
.
Da zur Realisierung eines MOS-Schaltungsentwurfes für unterschiedliche
Anforderungen unterschiedlich lange Transistoren verwendet werden,
ergibt die Abhängigkeit der Threshold-Spannung von der Kanallänge
eine der wichtigsten Kennlinien bei der Technologieentwicklung.
Wie in Abb. 4.8 exemplarisch gezeigt, nimmt die Threshold-Spannung
mit sinkender Kanallänge (bei gleichbleibender
Kanaldotierung) ab.
Die Abhängigkeit der Threshold-Spannung von der Kanallänge ist ebenso
wie der Punchthrough- und der DIBL-Effekt eine zweidimensionale
Erscheinung und daher in der von einfachen eindimensionalen Überlegungen
herrührenden Gleichung 4.1 nicht enthalten.
Wesentlich für die genaue
Simulation des Kurzkanaleffekts ist die Kenntnis des exakten lateralen
Dotierungsprofils mit dem
Ausmaß der Source-Gate- und Drain-Gate-Überlappung, welche
von der Unterdiffusion von Source- und Drain-Dopanden unter das Gate
verursacht wird.
Ergibt der Vergleich von Messung und Simulation eine deutliche
Abweichung im Kurzkanaleffekt (ausgehend von gleicher
Langkanal-Threshold-Spannung und selbstverständlich identer Definition
der Threshold-Spannung), so stimmt die Kanallänge nicht. Man kann
das laterale Profil variieren.
Eine einfache Möglichkeit wird in Abb. 4.9 gezeigt. Die
Maskenkante der inneren Source- und Drain-Implantation
wird in vier Schritten in das Gate hinein verschoben,
um so eine höhere Unterdiffusion gleichen Ausmaßes vorzutäuschen.
In Abb. 4.9 ergibt eine zusätzliche Unterdiffusion im
Ausmaß zwischen 
und 
eine befriedigende Übereinstimmung
des Kurzkanaleffektes zwischen Simulation und Messung. Es ist
hier eindeutig in der Prozeßsimulation nach einer Verbesserung
des gesamten Source-Drain-Dotierungsprofils zu
trachten. Eine Weiterverwendung des verschobenen lateralen Profils
darf nur mit dem Wissen um die Unzulänglichkeit auch des vertikalen
Source-Drain-Profiles und dessen skalarer Kenngröße, der
Sperrschichttiefe, erfolgen.
Abbildung: Kurzkanaleffekt für verschiedene zusätzliche
Unterdiffusionen 
:
Threshold-Spannung als Funktion der Gate-Länge .