边缘电容优化GeOI MOSFET阈值电压与亚阈值摆幅：理论与实验验证

边缘电容对GeOI（硅锗异晶界）金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）的性能有显著影响。这篇发表在《中国物理B》杂志上的研究论文，于2015年卷24，第3期，探讨了边缘电容对MOSFET阈值电压和亚阈值摆幅的具体影响。阈值电压是衡量MOSFET开启状态下的电压要求，而亚阈值摆幅则是衡量在低电压下晶体管导通程度的变化率，这两个参数对于电子器件的功耗和性能至关重要。 论文作者，范敏敏、徐静平、刘璐、白玉蓉和黄勇，来自华中科技大学光学与电子信息技术学院，他们构建了包括边缘电容效应的阈值电压和亚阈值摆幅模型。这些模型通过模拟结果与实验数据的良好吻合得到了验证。研究表明，边缘电容的存在会导致MOSFET的阈值电压和亚阈值摆幅发生变化，尤其是在 gate oxide（栅极氧化层）厚度和电介质常数确定的情况下。 论文深入讨论了影响阈值电压的因素，如氧化层的厚度和均匀性，以及与源/漏区表面的距离，这些都会影响电荷分布和电场控制能力。研究发现，对于给定的栅极氧化电介质常数，存在一个最优的氧化层厚度，能够最小化亚阈值摆幅，从而提高晶体管的能源效率。这意味着在设计和优化GeOI MOSFET时，工程师需要精细调整这些参数以达到最佳性能。 此外，边缘电容效应还可能引起寄生效应，如噪声和信号完整性问题，这些在高速和低功耗应用中尤为关键。因此，理解并控制边缘电容的影响对于实现高效能的微电子设备至关重要。这项研究为GeOI MOSFET的设计提供了理论基础和技术指导，有助于推动该领域技术的发展和改进。