MOS-Feldeffekttransistoren

MOS-Transistoren haben seit ihrem Aufkommen in den 60er Jahren die Ent wicklung der Mikroelektronik auf das Nachhaltigste beeinfluBt: Dank einer Reihe von Vorziigen gegeniiber dem Bipolartransistor erlauben sie heute Inte grationsgrade im VLSI- und ULSI-Bereich, die mit anderen Halbleiterbauele menten nicht erreichbar sind. Aber auch als Leistungsbauelemente konnten sie sich - nach anfanglichen Schwierigkeiten - schlieBlich iiberzeugend durchsetzen. Diese Bedeutung war Grund genug, dem MOS-Transistor einen eigenen Band der Reihe "Halb leiter-Elektronik" zu widmen. Das Buch beginnt mit einer einfUhrend-zusammenfassenden Betrachtung der MOS-Kapazitat als Grundlage des MOS Transistors. Der Schwerpunkt des Buches liegt auf der Modellierung des MOS-Transistors unter verschieden sten Gesichtspunkten: Gleichstrommodelle der unterschiedlichsten MOSFET Arten, Einbezug verschiedener physik ali scher Effekte, Submikrometermo delle, Modellierung fUr unterschiedliche Betriebsbedingungen; Modelle fUr das Wechselstrom- und Impulsverhalten; Modellierung fUr die Schaltungs simulation. Ein weiterer Teil ist den unterschiedlichen Transistorbauformen und Technologieaspekten gewidmet: CMOS-, SOI-Strukturen, Speicher-FET's und Leistungselemente. Das Buch wendet sich an drei Leserkategorien: Ingenieure und Naturwis senschaftler in der Halbleiterentwicklung, Schaltungsentwerfer und Studenten der Elektrotechnik und Physik mit Interesse am MOSFET und seinen Anwen dungen. Dabei wurde versucht, sowohl einfUhrende als auch Fortschritts aspekte zu beriicksichtigen. Vorausgesetzt werden lediglich Halbleitergrund kenntnisse, wie sie beispielsweise durch den Band 1 dieser Reihe ausreichend geboten werden. Mein Dank gilt insbesondere den Herausgebern der Reihe, den Herren Prof. Dr. W. Heywang und Prof. Dr. R. Miiller fUr fordernde Diskussionen zu diesem Projekt, vor aHem aber auch fUr die geduldige Nachsicht, daB das Manuskript nicht so rasch abgeschlossen werden konnte, wie urspriinglich geplant.

Autorentext

Die Autoren Professor Dr.-Ing. Steffen Paul, Universität Bremen, Fachbereich Elektrotechnik, 1984-1989 Studium der Elektrotechnik an der TU München, 1993 Promotion, 1994/95 Postdoc UC Berkeley, 1997-2007 Siemens Halbleiter/Infineon Technologies, München, 2007 Berufung zum Professor für theoretische Elektrotechnik an der Universität Bremen. Professor Dr.-Ing. habil. Reinhold Paul, TU Hamburg-Harburg, ehem. Leiter des Arbeitsbereiches Technische Elektronik, 1952 bis 1957 Studium Elektrotechnik an der TH Dresden, Entwicklungsingenieur in der Halbleiterindustrie, Promotion 1961, 1964 Habilitation, 1965 Berufung zum o. Professor für Mikroelektronik an die TH Chemnitz, 1972 Professor für Elektronik Verkehrshochschule Dresden, 1982 Gastprofessur UC Berkeley, 1983 Gastaufenthalt RWTH Aachen, TU München, 1985 Professor für Mikroelektronik TU Hamburg-Harburg.

Inhalt

1. Der MOS-Feldeffektransistor, das wichtigste Bauelement innerhalb der Familie der Feldeffekttransistoren.- 2. Der MOS-Transistor als Funktionselement. Grundlagen, Wirkprinzip und Kennlinienmodell.- 2.1 Der MOS-Zweipol.- 2.2 Der MOS-Transitor. Grundlegende Kennlinieneigenschaften.- 2.3 Verbesserte Modellierung.- 2.4 Der MOSFET bei abnehmenden Geometrien. Kurzkanal- und Schmalkanaleffekte. Submikrometertransistor.- 3. Der MOSFET im dynamischen Betrieb.- 3.1 Kleinsignal verhalten für tiefe Frequenzen.- 3.2 Signalverhalten im quasistationären Betrieb.- 3.3 Dynamisches Verhalten.- 3.4 MOSFET-Modelle für den Schaltungsentwurf.- 3.5 Schalt- und Impulsverhalten.- 4. Bauformen des MOSFET.- 4.1 Der MOSFET in integrierten Schaltungen.- 4.2 Speicherfeldeffekttransistoren.- 4.3 MOS-Leistungsbauelemente.- 4.4 Temperaturverhalten.