MOS场效应晶体管沟道内氧化物-硅界面对实测载流子迁移率的影响

通过绝缘栅MOS场效应晶体管的电流与沟道区内电源区向漏区移动的载流子的有效迁移率成正比。在推导描述MOS器件电特性的方程时一般假定沟道内载流子的迁移率等于常数，与外加栅-漏电压无关。虽然这对典型的MOS场效应晶体管在一级近似内能很好地成立，但是，已经证明，当器件在较大的外加栅极电压下工作时以及当器件的沟道长度很短并在较大的外加漏极电压下工作时，载流子迁移率为常数的假设就不能成立了。此外，表示沟道内自由载流子运动特征的场效应迁移率往往比衬底体内深部所观测到的迁移率小得多，产并已经表明场效应迁移率是随半导体衬底晶向和载流子在半导体表面遭到漫散射程度，以及影响体内迁移率的各种因素而变化的。

通过任何材料的载流子迁移率将由其在运动过程中所经受的各种散射机制及散射或碰撞频率来决定。碰撞可以将载流子向任意方向散射，把时间延长，就不难看出，接连不断的散射事件是如何决定载流子的平均漂移速度的³⁶。一般来说，碰撞之间的平均时间等于

式中τn是对应于第n个散射机制的碰撞之间的平均时间。同理，载流子的迁移率等于

式中μn是对应于第n个散射机制的迁移率。在典型情况下，在半导体衬底内，载流子通过材料内部运动时，与晶格和杂质都发生碰撞，于是载流子迁移率可以简单表示为

然而，因为MOS场效应晶体管的大部分电导发生在半导体表面附近，非常接近绝缘体-半导体界面。因此可以观测到一个附加散射机制，它有助于减小载流子的有效迁移率，在高栅压情况下尤其如此。

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