Efeitos de canal curto ocorrem quando o comprimento do canal de transistores de efeito de campo de semicondutor metal-óxido (MOSFET) são encurtados na tentativa de otimizar a velocidade de operação. Isso causa limitação nas características de deriva de elétrons dentro do canal e uma modificação da tensão de limiar. Efeitos de canal curto são agrupados em cinco categorias, incluindo redução de barreira induzida pelo dreno, espalhamento de superfície, saturação de velocidade, ionização por impacto e elétrons quentes.
A largura da junção de dreno e fonte é expressa em termos de tensões fonte-para-corpo e dreno-para-corpo. Uma barreira ocorre quando a tensão de polarização do gate é insuficiente para inverter a superfície do canal e o fluxo de elétrons torna-se bloqueado. No entanto, esta barreira potencial é reduzida à medida que a tensão do gate aumenta, levando à redução de barreira induzida pelo dreno (DIBL). DIBL forte representa comportamento pobre de canal curto.
Em um MOSFET, o transporte de elétrons ocorre dentro da camada de inversão estreita. Espalhamento de superfície é descrito como as colisões experimentadas pelos elétrons acelerados enquanto se movem em direção a esta camada de inversão. Espalhamento de superfície limita a mobilidade de elétrons e depende da aceleração causada pelo componente do campo elétrico longitudinal, que aumenta à medida que o canal encurta.
Saturação de velocidade afeta o desempenho de MOSFET e outros dispositivos de canal curto reduzindo a transcondutância quando em modo de saturação. Também reduz a corrente de dreno quando dimensões do dreno são escalonadas sem reduzir a tensão de polarização. Saturação de velocidade aumenta com aumento no componente do campo elétrico longitudinal.
Saturação de velocidade pode criar pares elétron-buraco ionizando átomos de silício dentro do canal. Isso é referido como ionização por impacto. Isso ocorre à medida que elétrons ganham energia enquanto viajam em direção ao dreno. Elétrons quentes são elétrons de alta energia que ficam presos e eventualmente se acumulam dentro do canal. Isso leva a desempenho pobre do dispositivo pois o controle da corrente de dreno é perdido.
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