阈值电压与氧化层电荷的关系

施加在栅极上的电压由氧化物和半导体分担

氧化物分担的电压与半导体中的总电荷有关，

阈值电压指施加在栅极上使半导体进入强反型时对应的电压

将方程式带去得

简化得

由上式可得，阈值电压与氧化物的厚度成正比，与掺杂浓度的平方根成正比

实际中，阈值电压与两方面的因素有关

1 栅电极和半导体不相等的功函数

由于功函数差可以在表面产生空间电荷区，导致表面势产生变化，从而改变阈值电压

2 氧化物中存在电荷

氧化物中的电荷可以分为4种，1)可移动电荷，主要是碱金属离子，来自清洗剂，2)氧化物中缺陷引入的陷阱电荷，3)位于半导体表面由于不完全氧化引入的固定电荷，这些电荷在器件工作过程中并不能充电放电，4)由于半导体晶格突然终止，引入的界面电荷，这些电荷在器件工作中与半导体发生充电和放电，这些电荷与半导体表面取向和氧化条件有关。

氧化物电荷的存在同样可以使得阈值电压降低，假设所有的电荷位于金属氧化物界面处，则阈值电压可以由下式获得

为了避免栅极总线在施加偏压时下方形成反型层，需要使用场氧化物厚度大于600nm 。