短溝道MOSFET散粒噪聲測試方法研究

　　3 測試結(jié)果及討論

　　圖3和圖4分別為器件工作在亞閾區(qū)和反型區(qū)條件下，電流噪聲功率譜隨漏源電流的變化情況。

　　由圖中可以看出，在亞閾區(qū)，小漏源電流的條件下，溝道電流和電流噪聲功率譜呈現(xiàn)線性關(guān)系，證明器件在此工作條件下存在散粒噪聲。相比于長溝道MOSFET器件，短溝道器件溝道源區(qū)附件明顯存在一個勢壘，勢壘高度隨柵源電壓的增大而增大，隨漏源電壓的增大而減小。在此偏置條件下，溝道內(nèi)電場強(qiáng)度很小，擴(kuò)散電流成分顯著，擴(kuò)散電流隨機(jī)通過源極附近勢壘，引起散粒噪聲。隨著漏源電壓的增大，溝道內(nèi)電場增強(qiáng)，勢壘減小，漂移電流成為主要成分，散粒噪聲隨之被抑制。

　　在反型區(qū)，小的漏源電流條件下，器件工作在線性區(qū)。如圖4所示，與亞閾區(qū)類似，可以看到明顯的散粒噪聲成分。但是隨著漏源電流的增大，在漏源電流大約為0.5μA時，器件進(jìn)入飽和區(qū)。此時源區(qū)勢壘和溝道內(nèi)擴(kuò)散電流成分顯著減小，因此導(dǎo)致由擴(kuò)散電流引起的散粒噪聲減小。但此時漏端溝道正好處在夾斷點(diǎn)位置，載流子通過夾斷點(diǎn)耗盡區(qū)是彈道傳輸模式，引起了散粒噪聲的產(chǎn)生，導(dǎo)致散粒噪聲再次隨漏源電流的增大而增大。但隨著漏源電流的繼續(xù)增大，夾斷區(qū)長度不斷增加，載流子在夾斷區(qū)散射增強(qiáng)，散粒噪聲再次被抑制。

　　4 結(jié)束語

　　針對MOSFET散粒噪聲難以測量的特點(diǎn)，文中提出了一種低溫散粒噪聲測試方法。在屏蔽環(huán)境下，將被測器件置于低溫裝置內(nèi)，有效抑制了外界電磁波和熱噪聲的干擾。采用背景噪聲充分低的放大器以及偏置器、適配器等，建立低溫散粒噪聲測試系統(tǒng)。應(yīng)用本系統(tǒng)對短溝道MOSFET器件進(jìn)行噪聲測試，分析該器件散粒噪聲的特性。文中的工作為器件散粒噪聲測試提供了一種方法，對短溝道MOSFET散粒噪聲特性進(jìn)行了分析。