CMOS技术中器件建模是多年来研究的重要领域，从开始的众多模型的独立发展到适用于电路模拟的模型标准的统一，为IC设计工程师、半导体制造工程师、CAD开发工程师、模型研发工程师之间的高效合作，降低IC制造成本等起到了非常重要的促进作用。但器件尺寸缩小的深亚微米、超深亚微米时，器件的工作机理发生了很大的变化，因此建立合适的器件模型，对器件工作的分析其重要性十分明显。衬底为非均匀掺杂对MOSFET器件特性影响也越来越大，导致阈值电压减小，但阈值电压和电源电压的比值增加，致使器件中的二维效应不断增强。而集成度的提高和器件尺寸的缩小导致了器件内部电场和电流密度的不断增加以及对缺陷敏感度的大大增加，因此对MOSFET器件建模考虑非均匀掺杂是尤为重要。 非均匀掺杂衬底MOSFET最有效的分析方法是用数值模拟，但是至少有两个缺点，首先是这种方法难以得到明确的解析模型，其次是计算量大，对于IC所用的MOSFET都用数值模拟是不可能的。本文用数值分析和解析方法相结合，导出了与SPICE中MOSFET模型相类似的表达式 文章首先介绍了MOSFET的小尺寸效应，尤其是衬底非均匀掺杂对阈值电压这一重要参数的影响。阈值电压通常定义为沟道源端的半导体表面开始强反型时所需的栅压。一般它由以下三部分组成，即平带电压，产生强反型所需的表面势和强反型时栅下表面层电荷。分别描述了源漏零偏压和源漏非零偏压时的电荷分享模型以及窄沟效应，接着介绍了CMOS制作的基本工艺，说明实际的MOSFET的衬底是非均匀掺杂的，其分布是符合高斯分布的。最后我们将沟道耗尽层的泊松方程化成积分表达式，再利用数值方法求解得到表面势的表达式，然后求出耗尽层宽度。接着求出任意掺杂分布的沟道耗尽层宽度的近似解与长沟道MOSFET阈值电压表达式，并推导了小尺寸MOSFET阈值电压表达式，然后总结了全部模型公式。最后，根据参考文献给出的一个实例，我们采用完全相同的参数将新得到的模型进行了计算，结果与文献中的测量值进行了比较，两者基本上一致，说明了本模型的正确性。本文针对电路模拟程序中MOSFET模型的不足，提出了能用于电路模拟程序的实际MOSFET阈值电压的解析模型。该模型对非均匀掺杂的衬底，用数值分析和解析方法相结合，导出了与SPICE中MOSFET模型相类似的表达式，但其中的参数已全部用数值方法进行了处理，达到了概念清晰、计算量小、精度高的目的。