CMOS-kompatible Tieftemperatur-JFETs:
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| Language: | German |
| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1994
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 9]
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| adam_text | Titel: CMOS-kompatible Tieftemperatur-JFETs
Autor: Vollrath, Jörg E
Jahr: 1994
Inhalt _ _ V Inhalt 1 Einleitung 1 2 Stand der Kryo-IC-Technik 3 2.1 Anwendungen der Kryoelektronik...................... 3 2.2 Bauelemente bei tiefen Temperaturen.................... 4 2.3 Die KRYO-CMOS Technik.......................... 5 3 Die Problemstellung 7 4 Junction-Feldeffekt-Transistoren 9 4.1 Die Funktionsweise.............................. 9 4.1.1 Die physikalischen Strom-Spannungsgleichungen.......... 10 4.1.2 Die SPICE-Modellgleichungcn.................... 12 4.2 Das Ersatzschaltbild ............................. 12 4.3 Die Entwurfsparameter............................ 13 4.4 Die laterale Geometrie............................ 14 4.5 Der Querschnitt................................ 16 5 Die Versuchsanordnung 18 5.1 Der Meßplatz................................. 18 5.2 Das Programm MAM............................. 20 5.3 Die Paramctcrextraktion........................... 23
VI________ Inhalt 6 Physikalische Grundlagenuntersuchungen 25 6.1 Freie Ladungsträger.............................. 25 6.2 Die Beweglichkeit............................... 28 6.3 Der spezifische Widerstand.......................... 30 6.4 Weitere Leitungsmechanismen........................ 30 6.5 Implantierte Widerstände .......................... 32 7 Der Prozeßentwurf 35 7.1 Der Prozcßablauf............................... 36 7.2 ICECREM Simulationen........................... 40 7.3 S-P1SCES Simulationen ........................... 42 7.4 Die Fertigung................................. 44 7.5 Der Layoutentwurf.............................. 46 8 Das Temperaturverhalten von JFETs 53 8.1 Statische Kennlinien ............................. 53 8.2 Die Modelibikiung .............................. 57 8.3 Das Temperaturvorhalten der Modellparamotcr .............. 59 8.3.1 Der UbcrtragungslciUvert. ...................... 60 8.3.2 Die Srhwelispannung......................... 63 8.3.3 Der Ausgangswiderstaml....................... 65 8.3.1 Der Galeleckstrom.......................... 66 8.4 Diskussion der Ergebnisse .......................... 69 9 Das Rauschen von JFETs 71 9.1 Die Meßgrößen ................................ 72 9.2 Uaiischquellen des JFETs .......................... 72
Inhalt _ VII 9.3 Rauschquellen im Ersatzschaltbild...................... 74 9.4 Das Meßverfahren............................... 77 9.5 Meßergebnisse................................. 79 9.5.1 Messungen bei Raumtemperatur................... 79 9.5.2 Messungen bei tiefen Temperaturen................. 82 9.6 Diskussion der Ergebnisse .......................... 83 10 Grundverstärkerschaltungen 86 11 Zusammenfassung der Ergebnisse und Ausblick 90 A Herleitung der physikalischen JFET Grundgleichung 92 A.l Das Strom-Spannungsverhalten....................... 92 A.2 Die Kanallängenverkürzung ......................... 94 B Diffusionsspannung und kritische Dotierung 95 C Die Beweglichkeit 99 D Das Programm MAM 102 D.l Das Pflichtenheft für die Werteverarbeitung................ 102 D.2 Das Pflichtenheft für den Modellgleichungsfit................ 103 D.3 Ein Anwendungsbeispiel........................... 104 Liste der betreuten Studien- und Diplomarbeiten 107 Veröffentlichungen und Vorträge 109 Literatur 110
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