什么是半导体?为什么芯片要用半导体做？

材料的电阻率界于金属与绝缘材料之间的材料。

1.对于集成电路来讲，最底下的一层叫衬底（一般为P型半导体），是参与集成电路工作的。拿cmos工艺来讲，N沟道mos的p型衬底都是连在一起的，都是同一个衬底。一般的电路中的绝缘体，只是一个载体，它起到支撑和绝缘的作用。

2.集成电路是一些电子元器件加连线构成，没有绝缘体充当绝缘和支撑。它通过加反偏和其他的技术来实现隔离（如器件二极管、三极管、场效应管）。

3.材料的电阻率界于金属与绝缘材料之间的材料。这种材料在某个温度范围内随温度升高而增加电荷载流子的浓度，电阻率下降。做芯片可能是应为半导体一般是4价材质的原因吧，参杂后可得P型半导体与N型半导体，将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在它们的交界面就形成PN结。

简单的来说，阈值电压的意义是给栅极加电压后，使沟道感应出足够浓度的电子所需的电压（以N沟道增强型MOS为例）。这部分电压主要降在如下两个地方：1、绝缘介质两端，2、半导体的耗尽区沟道掺杂浓度会影响半导体内费米能级的位置，这里如果P型掺杂越重，则费米能级越靠近价带，离本征费米能级越远，表面发生反型就越困难，则半导体表面耗尽区就需要更高的压降以达到反型，所以增加沟道的掺杂会导致阈值电压的升高。界面陷阱对阈值电压的影响主要体现在其俘获电子或者空穴后，会变成固定电荷，从而导致阈值电压的变化。所以其作用和界面电荷的作用一致，只是受主陷阱电离后是负电荷，施主陷阱电离后留下的是正电荷，对阈值电压的影响正好相反。正电荷的影响参见非理情况下MOSFET的阈值电压表达式，此处不再赘述。栅长和沟道长度对阈值电压无直接影响。但是在集成电路设计过程中，沟道长度和栅长往往可调，且受限于工艺加工的特征尺寸。对于小尺寸元件，阈值电压会受到栅长和沟道长度的影响，一般来说，对于短沟道器件，沟道尺寸越短，器件关断能力越差，则阈值电压越低。

FinFET在发明之初就是为了解决平面晶体管的短沟道效应问题，其结构如图1所示。与平面晶体管不同之处在于FinFET的沟道平面垂直于衬底平面，并且沟道两侧以及顶部同时受到栅电极的电压控制，因此从静电势的分布来看，整个沟道厚度方向上存在着更为均匀的电场控制，使得沟道电荷更容易被栅电极的电压信号所调制，从而降低与源漏端的共享，即短沟道效应。

相比较32 nm平面晶体管，22 nm的FinFET器件亚阈值特性更加陡峭，从而能够在较低的阈值电压下工作而不破坏关态电流，从而获得更高的驱动电流。这使得FinFET可以在更低的工作电压下工作，获得超过37%的性能提升。

相比于FinFET器件，围栅纳米线器件可从各个方向控制沟道能电势，具有更强的短沟道效应控制能力，从而实现极小的泄漏电流。

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