6.2 Allgemeine Optimierungsrichtlinien

  
Abbildung: Illustration der Effekte heißer Ladungsträger mit Generation, Injektion und Trapping beim -MOSFET.

Gemäß Abb. 6.1 werden Ladungsträger im hohen elektrischen Feld am Drain-seitigen Kanalende beschleunigt und nehmen dabei genug Energie auf, um durch Stoßionisation selbst wieder ein Ladungsträgerpaar zu generieren. Im -Kanal-MOSFET sind es die Elektronen, die zum Gate-Oxid hin beschleunigt werden, bei der Injektion in das Gate-Oxid dessen Struktur schädigen und als eingefangene Ladung im Oxid die elektrischen Eigenschaften des Bauelements bleibend verändern (zumeist verschlechtern). Die generierten Löcher werden vom Substrat abgesaugt und bilden den Substratstrom.

Generelle Richtlinien zur Unterdrückung heißer Ladungsträger oder deren Auswirkungen in Bezug auf die Drain-Struktur sind [Che88] [San89a]

• die Verminderung der Generation heißer Ladungsträger durch
  • die Reduktion der Feldstärkenspitze am Drain,
  • sowie die Separierung des Hauptstromflußpfades von der Feldstärkenspitze und
• die Verminderung der Injektion heißer Ladungsträger durch
  • die Positionierung der Stoßionisationsregion möglichst tief im Silizium,
  • sowie die Positionierung der Injektionszone innerhalb der Gate-Überdeckung.