Effets de canal court

Les effets de canal court surviennent quand la longueur de canal des transistors MOSFET (metal-oxide semiconductor field-effect transistors) est réduite pour optimiser la vitesse. Cela limite les caractéristiques de dérive des électrons dans le canal et modifie la tension de seuil. Les effets de canal court se divisent en cinq catégories : abaissement de barrière drain-induit, diffusion de surface, saturation de vitesse, ionisation par impact et électrons chauds.

Abaissement de barrière drain-induit (DIBL)

La largeur des jonctions drain/source s'exprime en tensions source-substrat et drain-substrat. Une barrière se forme quand la tension de polarisation de grille est insuffisante pour inverser la surface du canal, bloquant le flux d'électrons. Cette barrière potentielle s'abaisse quand la tension de grille augmente : DIBL. Un DIBL fort = mauvais comportement canal court.

Diffusion de surface

Dans un MOSFET, le transport d'électrons se fait dans la fine couche d'inversion. La diffusion de surface = collisions des électrons accélérés se déplaçant vers cette couche. Elle limite la mobilité électronique et dépend de l'accélération par la composante du champ électrique longitudinal, qui augmente avec le raccourcissement du canal.

Saturation de vitesse

La saturation de vitesse affecte les MOSFET et autres dispositifs canal court en réduisant la transconductance en mode saturation. Elle réduit aussi le courant de drain quand les dimensions de drain sont réduites sans baisser la tension de polarisation. La saturation de vitesse augmente avec la composante du champ électrique longitudinal.

Ionisation par impact et électrons chauds

La saturation de vitesse peut créer paires électron-trou en ionisant atomes silicium dans le canal : ionisation par impact. Cela se produit quand électrons gagnent énergie vers le drain. Électrons chauds = électrons haute énergie piégés qui s'accumulent dans le canal. Perte de contrôle du courant de drain = performances dégradées.