Аморфные полупроводники и приборы на их основе - Хамакава Й.
Скачать (прямая ссылка):
6.2.5. Кольцевой генератор на основе ТПТ из поликристаллического кремния
Сообщение о кольцевом генераторе на ТПТ из поликристаллического кремния приведено в работе [30]. Нелегированные поликристаллические пленки кремния наносились напылением с помощью электронной пушки на подложки из стекла Корнинг 7059 площадью 50 мм2 и толщиной 0,8 мм при температуре 500 иС. Скорость осаждения составляла примерно 15 А/с; давление во время распыления было 133— 665 мкПа. Поликристаллические пленки кремния, использованные для формирования ТПТ, имели толщину примерно 0,4 мкм, текстуру <110) и размер зерна 0,15 мкм. Поверхностное сопротивление таких нелегированных поликристаллических пленок кремния было > ТО11 Ом/П.
Структура МОП-полевого транзистора фирмы "Toshiba" на основе поликристаллического кремния представлена на рис. 6.2.6. После формирования островков поликристаллического кремния методом химического осаждения был получен подзатворный диэлектрик из Si02 толщиной 150 нм. Области стока и истока формировались ионной имплан-
4 5 6
1
Рис. 6.2.6. Схематическая структура МОП полевого транзистора на основе поликристаллического кремния [ 30]:
1 - стекло Корнинг 7059; 2 - поликристаллический кремний; 3 - химически осажденный 8Ю2; 4 - исток; 5 - затвор; 6 - сток
тацией с последующим отжигом. В р-канальный МОП-полевой транзистор имплантировались ионы бора дозой 2 - 1015 см-2 при 60 кэВ; отжиг проводился при 500 °С в течение 1 ч в атмосфере сухого азота. В «-канальный МОП-полевой транзистор имплантировались ионы фосфора дозой 2 ¦ 1015 см""2 при 160 кэВ; отжиг проводился при 500 °С в течение 20 ч. Поверхностное сопротивление этих областей составляло
Таблица 6.2.2. Подвижность эффекта поля в МОП-полевых
при различных значениях
Тип vT, в ПОДВИЖНОСТЬ Pgfp
200/8 100/8 48/8 8/8
Р-МОП -11 11,4 12,0 11,1 10,6
jV-МОП 8 18,1 14,9 10,9 9,8
304
< 103 Ом/П. После формирования алюминиевых электродов МОП-полевые транзисторы отжигались при 380 °С в течение 30 мин в аэотно-во-дородной смеси.
Подвижности эффекта поля МОП-полевых транзисторов, имеющих различные длину /- и ширину IV канала, представлены в табл. 6.2.2. Эти
20 50
Рис. 6.2.7. Форма сигнала 21-каскадного кольцевого генератора [ І Уп„ і = 30 В инвертор: №
И>/Ь (нагрузочный) /й>Д. (ключевой) = (8 мкм/8 мкм) / (48 мкм/8 мкм) ] ¦
а - р-канальный (по вертикали 5 В/деление, по горизонтали 10 мке/деленйе) ¦
б - я-канальныи (по вертикали 5 В/делеиие. по горизонтали 2 мке/деление) [ 30]
Рис. 6.2.8. Зависимость времени задержки распространения сигнала от напряжения питания г
транзисторах на основе поликристаллического кремния длины и ширины канала [ 30]
см2/ (В • с) для значений У1)Ь
200/20
8,4 16,6
100/20
8,1 ' 16,4
48/20 7,7
200/48
7,7 11,4
100/48
14,7
20-537
305
значения были рассчитаны из ВАХ в режиме насыщения. Как видно из таблицы, на подвижность эффекта поля влияют как длина, так и ширина канала. Подвижность эффекта поля возрастает с увеличением ширины канала и снижается с увеличением его длины.
Для оценки скорости переключения МОП-полевого транзистора на основе поликристаллического кремния проводилось измерение задержки распространения посредством сборки кольцевого генератора. 21-Каскадный генератор состоял из инверторов с нагрузочным множителем по выходу 3,5 и трехкаскадных выходных буферных инверторов. Форма сигнала кольцевого генератора, наблюдаемая в выходной точке, показана на рис. 6.2.7. Зависимость времени задержки распространения сигнала от напряжения питания v~dd для и-МОП-(7) ир-МОП-(2) транзисторов приведена на рис. 6.2.8. Время задержки распространения сигнала на затворе составляет < 200 не.
&.3. ТРОЙНОЙ АМОРФНЫЙ СПЛАВ Si-Ge-B И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ ДИОДАХ С МАЛЫМИ ПОТЕРЯМИ
К.МУРАСЕ. Й.АМЕМИЯ. Й.МИЗУШИМА (Katsumi Murase, Yoshihito Amemiya, Yoshihiko Mizushima. Atsugi Electrical Communication Laboratory, Nippon Telegraph and Telephone Public Corp.)
Приводятся данные о свойствах аморфного сплава Si-Gc В, полученного методом ХГФО. Особо подчеркивается возможность его применения в контактных электродах в технологии получения приборов на основе кремния. ч
Проводимость аморфного сплава превышает известные ранее пределы для легированного аморфного кремния и достигает 1 См/см или более. Перенос носителей хорошо описывается в рамках модели прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка. Предполагается, что зонная структура аморфного сплава подобна зоиной структуре полуметаллов.
Благодаря присущей аморфному сплаву большой плотности локализованных состояний в контакте с монокристаллическим кремнием он может рассматриваться как металл Шоттки, обеспечивающий малую высоту барьеров для дырок. Это позволяет обеспечить быстродействие с малыми потерями как диодов с р-и-пере-ходом, так и диодов с-барьером Шоттки.
6.3.1. Структура статьи
Прилагалось немало усилий, чтобы найти практическое применение аморфному кремнию a-Si. В частности, в связи с его благоприятным спектром поглощения в области видимого света и низкой стоимостью изготовления интенсивно изучалось его использование в оптоэлектронных устройствах, таких как солнечные элементы и датчики изображения. Однако проводимость a-Si настолько низка, что возникают различные проблемы, связанные с его высоким последовательным сопротивлением. Как сообщалось, максимальная проводимость легированного. a-Si при комнатной температуре для р-типа по данным [32] составляет около 10"2, а для л-типа по данным [ 33] окопо 10 См/см.
