小尺寸MOSFET：MOS管在小尺寸下的效应分析-KIA MOS管
MOS管小尺寸下的效应分析
MOS管在小尺寸下的效应，主要是小尺寸下的高电场（包括垂直和水平电场）引起的问题，包括迁移率退化，热载流子以及 DIBL 等问题。
关于垂直电场
随着 MOSFET 的栅氧化层厚度的减小，垂直电场越来越强，会减小沟道中载流子的有效迁移率。
具体的理解可以考虑：垂直电场使沟道中载流子靠近表面，表面的缺陷会阻碍载流子由源到漏的移动，从而减小迁移率。
关于水平电场
在高水平电场作用时，载流子速度不再正比于电场强度，而是会发生速度饱和。这样的处于饱和速度的载流子也称为热载流子。
关于热载流子：
热载流子碰撞离化和雪崩过程产生的电子-空穴对，会导致漏到衬底的电流，如下图中所示.
这一电流会限制漏与地之间的最大阻抗，同时可能在衬底上引起压降，导致 latch-up 问题。
热载流子的另一效应是，这些电子可能获得足够的能量隧穿通过薄栅氧层，从而导致直流的栅电流，更重要的是，栅氧可能俘获这些电荷，从而使得晶体管的阈值电压发生改变。
此外，热载流子在获得足够能量时，可能会导致晶体管的源漏穿通。
短沟器件的另一个问题是，晶体管的输出阻抗会减小，这是由于漏端的耗尽区的变化（影响有效沟长）从而使漏电流增加；
另外 DIBL（Drain Induced Barrier Lowering）作用（当沟道长度减小、电压Vds增加、使得漏结与源结的耗尽层靠近时，沟道中的电力线可以从漏区穿越到源区，并导致源极端势垒高度降低，从而源区注入到沟道的电子数量增加，结果漏极电流增加。沟道长度越短，DIBL效应就越严重），会使得阈值在漏端电压升高时减小，使得短沟器件的输出阻抗进一步减小。
其他问题
多晶硅栅自身靠近栅氧部分的耗尽: 增大等效的栅氧厚度, 减小栅驱动。
这一问题，亦会造成实际的 C-V 曲线的差异, 如下图所示：
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