
【计】 surface channel
surface; exterior; facade
【化】 surface
【医】 superficies; surface
【计】 P-channel
表面沟道(Surface Channel)是半导体器件物理中的一个核心概念,特指在半导体器件(尤其是MOSFET,金属-氧化物-半导体场效应晶体管)表面形成的导电通道。以下是基于专业术语的汉英对照解析:
定义
在MOSFET结构中,当栅极施加足够电压时,半导体表面(通常是硅与二氧化硅绝缘层的界面)会形成一层反型层(Inversion Layer)。这一薄层因载流子(电子或空穴)聚集而具备导电能力,称为"表面沟道"。其导电特性直接控制器件的开关与放大功能。
核心特征
定义
A conductive path formed at the interface between a semiconductor (e.g., silicon) and an insulating layer (e.g., silicon dioxide) under gate voltage bias. It serves as the primary current-carrying channel in MOSFETs.
关键特性
$$ ID = mu C{ox} frac{W}{L} left( (V{GS} - V{th})V{DS} - frac{1}{2}V{DS} right) $$
其中 μ 为载流子迁移率,C~ox~ 为栅氧化层电容,V~th~ 为阈值电压。
沟道载流子迁移率(μ)直接影响器件开关速度与能效。表面散射效应会限制迁移率,是纳米级器件优化的关键挑战 。
区别于埋沟道器件(如JFET),表面沟道易受界面缺陷影响,但可通过高κ介质/金属栅技术优化界面质量 。
在FinFET与GAA晶体管中,表面沟道演变为三维结构,通过增强栅控能力抑制短沟道效应 。
S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices (Wiley, 1981) – 定义MOSFET表面反型层形成机制。
IEEE IRDS™ Roadmap for Semiconductor Devices (2023) – 分析表面沟道在3nm以下节点的技术挑战。
Y. Taur et al., "CMOS Scaling into the Nanometer Regime" (Proc. IEEE, 1997) – 阐述沟道工程对器件微缩的影响。
(注:因平台限制未提供直接链接,文献信息可通过学术数据库检索获取)
“表面沟道”一词在不同领域有不同解释,以下是综合多个来源的详细说明:
物理形态的沟道
指物体表面低凹如沟状的纹路或通道,常见于自然地貌或人工雕刻。例如:碑刻中的阴文线槽(),或地理上的沟渠结构。
电子学中的沟道
在场效应晶体管(如MOSFET)中,表面沟道特指半导体表面形成的导电通道。当栅极施加电压时,会在半导体与绝缘层界面诱导出载流子,形成导电通路,控制源极和漏极间的电流()。
若涉及更专业的工程或材料科学领域,可能需结合具体上下文进一步分析。例如,在微电子工艺中,表面沟道的优化对降低功耗、提升器件速度至关重要。
如需更深入的技术定义,建议参考电子工程或材料学专业文献。
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