Beim schnellen Abschalten eines MOSFETs wird ein Teil der
Kanalladung nicht durch das laterale Feld zu den hoch dotierten
Source- und Drain-Kontaktgebieten abgesaugt, sondern
driftet in das Substratgebiet.
Dort kann diese Elektronenladung über Volumenrekombination
beseitigt werden oder direkt am metallischen Substratkontakt
verschwinden. Dieser Effekt, der
hauptsächlich von der Kanallänge des Transistors
und der Abschaltrampe der Gate-Spannung
abhängig ist, spielt eine gewisse Rolle
bei Charge-Pumping-Experimenten.
Eine Elektronen-Injektion in das Substrat addiert zum
Grenzflächenrekombinationsstrom des CP-Experiments
eine parasitäre Komponente, die
das CP-Signal verfälscht.
Durch numerische Simulation können die Parameter,
die zum Eintritt dieses Effektes führen,
abgegrenzt werden.
Zu diesem Zweck wurde das Abschaltverhalten von
MOSFETs mit den Kanallängen 
,
, 
und 
geometrischer Gate-Länge
transient simuliert. Dabei wird die Gate-Spannung 
bei 
=
startend rampenförmig in
von 
bis auf 
verringert. Im oberen Teil
der Abbildung 1.4 ist der Substratstrom
in seine Komponenten
und 
aufgetrennt
logarithmisch dargestellt.
Weitere Parameter der Simulation:
Oxiddicke 
=
, Substratdicke 
=
,
Kanalweite 
=
,
Kontaktspannungen 
=
=
.
Deutlich ist ein zeitlich exponentielles Ansteigen des
Elektronenstroms am Substrat-Kontakt zu bemerken,
der bei etwa 
ein Maximum erreicht. Der Effekt
ist stark von der
Kanallänge 
abhängig und nimmt für 
rasch ab.
Der untere Teil der Abbildung 1.4 zeigt
den Einfluß der Kanallänge
und des Logarithmus der Rampensteilheit der Gate-Spannung
auf die gesamte am Substrat absorbierte Elektronenladung
Diese Kurven zeigen in grober Näherung einen linearen
Zusammenhang zwischen der absorbierten Elektronenladung
und dem Logarithmus der Fallzeit der Gate-Spannungsrampe.
Wird die Gate-Spannung mi einer Frequenz 
gepulst,
so ergibt sich der zeitliche Mittelwert des Elektronenstroms
am Substrat zu 
. Für das Beispiel in
der Abbildung 1.4 und
eine Frequenz von 
Mhz bedeutet dies, daß
der Substratstrom der Elektronen
für =
etwa 
, für = etwa 
,
für = etwa 
und für = etwa 
beträgt.
Abbildung:
Transienter Elektronen- und Löchersubstratstrom 
beim schnellen Kanalabbau in Abhängigkeit
der geometrischen Kanallänge (oberes Bild).
Abhängigkeit der am Substratkontakt
absorbierten Elektronenladung 
von
der Dauer der fallenden Gate-Spannungsrampe 
für verschiedene geometrische Kanallängen (unteres Bild).