-Wanne
Die Wannen-Dotierungskonzentration für den 
-MOS-Transistor mit
vergrabenem Kanal ist bei vorgegebener Gegendotierung
durch die angestrebte Threshold-Spannung bestimmt. Die
Phosphor-Implantationsdosis kann aus Abb. 5.5 zu
entnommen werden, damit die
für den -MOSFET die Threshold-Spannung 
erreicht.
Abbildung: Bestimmung der -Wannen-Implantationsdosis des
-Kanal-Transistors: Threshold-Spannung 
als Funktion der Phosphor-Implantationsdosis.
Wie die Schnittdarstellung des simulierten Gesamtdotierungsprofils
in Abb. 5.6 (mit Drain-Profilierung durch
einmalige Bor-Implantation)
zeigt, liegt der 
-Übergang unterhalb des
Gates, also der vergrabene Kanal in einer Tiefe von 
.
Die Dotierungskonzentration an der Grenzfläche muß mit einem
Wert von 
wegen der
Wannen-Gegendotierung niedriger sein als beim -Kanal-Transistor.
Abbildung: Gesamtdotierungsprofil [
] für den
-Kanal-Transistor: Ansicht der Drain-Seite,
Schnitt in der Kanalmitte.
Da der MOS-Transistor mit vergrabenem Kanal zu Punchthrough und
höherem Drain-Reststrom tendiert, wird man im bei der -Wanne
besprochenen
Kompromiß eher eine höhere -Wannen-Implantationsdosis
vorziehen. Freilich hat man die freie Wahl der Wannendosis
zugunsten einer Maskeneinsparung geopfert. Es bleibt also hier
nur die Verifikation dieses Ansatzes.
Im konkreten Entwicklungsbeispiel ist die maximale Dotierungskonzentration
der -Wanne mit 
relativ hoch, ob aber
hinreichend hoch zur Unterdrückung der Punchthrough-Neigung, ist am
einfachsten anhand der Subthreshold-Kennlinien
für verschiedene Kanallängen abzuklären.
Abb. 5.7 zeigt diese Subthreshold-Kennlinien des 
weiten -MOSFETs für die
Gate-Längen 
und 
für jeweils
Drain-Source-Spannung 
und 
. Es fällt der
große Drain-Reststrom für 
auf; dieser Transistor ist
bei 
im Durchbruch (siehe Abb. 5.8,
Potential-Konturlinie für 
).
Der 
-Transistor hat immer noch einen Drain-Reststrom von
ca. 
, ein Wert, der in dieser konkreten Anwendung gerade noch
innerhalb des Toleranzbereichs liegt.
Für den -MOSFET wird die kleinste Nenn-Gate-Länge mit 
festgelegt. Unter Berücksichtigung von statistischen Prozeßvariationen
wird die minimale, noch tolerierbare (,,worst case``) gezeichnete
Gate-Länge mit festgesetzt. Somit kann das
Punchthrough-Verhalten des -Kanal-Transistors hingenommen werden. Es
werden keine Gegenmaßnahmen, wie etwa Anhebung der Wannendotierung oder
eine zusätzliche Punchthrough-Implantation, gesetzt.
Abbildung: -MOSFET-Subthreshold-Kennlinien für verschiedene
Gate-Längen 
jeweils für Drain-Source-Spannung
und .
Abbildung: Punchthrough im 
--MOSFET: Isolinien des
Potentials [
] für , 
.