Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С. -> "Физика полупроводниковых приборов Книга 1" -> 120

Физика полупроводниковых приборов Книга 1 - Зи С.

Зи С. Физика полупроводниковых приборов Книга 1 — М.: Мир, 1984. — 456 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov11984.djvu
Предыдущая << 1 .. 114 115 116 117 118 119 < 120 > 121 122 123 124 125 126 .. 142 >> Следующая

окисла для идеальных МДП-структур. Параметр кривых - уровень легирования
кремния [18].
боте [18]. Некоторые из них (для типичных значений толщины Si02)
приведены на рис. 10. Отметим, что в структурах с более тонким слоем Si02
наблюдается более сильная зависимость емкости от напряжения. На рис. 11
приведены зависимости поверхностного потенциала от напряжения в тех же
МДП-структурах. Графики на рис. 12-14 показывают зависимость характерных
значений С-F-характеристик (Смии, СмИн, CFB), нормированных на величину
емкости диэлектрика, а также Кмин и Vt от параметров МДП-структуры.
Кривые, приведенные на рис. 10 и 11, рассчитаны для МДП-структур с
полупроводником p-типа. Их можно использовать и для анализа характеристик
МДП-структур на я-подложке, Для этого нужно поменять знак на оси
напряжений на рис. 10 и 11. Данные кривые можно использовать и для
анализа характеристик МДП-структур с другими диэлектриками (а не только с
диэлектриком SiOa), при этом следует воспользоваться выражением
dc = di e*<Si0*>-(31)
0 1 еi(диэлектрика) v '
где dt -действительная толщина диэлектрического слоя, a de - эффективная
толщина, служащая параметром для графиков рис. 10 и 11 (ег-
диэлектрическая проницаемость этого изолятора, а 8 (Si03) = 3,5 10-1? ф
*см-1), С помощью формул (26-29) аналд-
394
Глава 7
Заряд,
Заряд подвижных
захваченный (c) ионов Qт В окисле Q0f Фиксированный
V__-f 4- + заряд окисла Sf
Ш ЕВ ЕЗ Ш
В
-К----------*-
Метал/,
Si О?
SiOj
Заряд, захваченный поверхностными ловушками
*it
Si
Рис. 15. Классификация зарядов, присутствующих в термически окисленном
кремнии [19].
гичные кривые можно рассчитать и для МДП-структур на других
полупроводниковых материалах.
Приведенные на рис. 10-14 зависимости идеальных МДП-структур в
последующих разделах использованы для сравнения с экспериментальными
результатами и для анализа характеристик реальных МДП-конденсаторов.
7.3. SI-SiOa-МОП-СТРУКТУРЫ
Из всех МДП-структур наиболее важными являются структуры металл-Si02-Si
(МОП). Однако природа различных электрофизических процессов, происходящих
на границе раздела Si-Si02, в настоящее время еще не получила достаточно
полного объяснения. Многие исследователи [7 J считают, что границу
раздела Si-Si02, возникающую при термическом окислении кремния, следует
рассматривать как некоторый переходный слой с переменным химическим
составом. Предполагается, что на границе моно-кристаллического кремния
находится моноатомный слой нестехиометрического Si О* (1 < х < 2;
стехиометрической двуокиси кремния соответствует* = 2), представляющий
собой не полностью окисленный кремний. Затем следует промежуточный слой
Si02 е большими внутренними механическими напряжениями толщиной 10-40 А,
который переходит в обычный ненапряженный стехиометрический аморфный
Si02. Отличие характеристик реальных МОГТ-структур от соответствующих
зависимостей идеадьрщ
МДП-структуры. Приборы с зарядовой связью
395
МДП-конденсаторов обусловлено существованием поверхностных ловушек и
зарядов в окисле.
В настоящее время принята следующая классификация этих зарядов и ловушек
[19] (рис. 15):
1. Заряд, захваченный поверхностными ловушками Qit, представляющий
собой заряд электронных состояний, которые локализованы на границе
раздела Si-SiOa и энергия которых лежит в глубине запрещенной зоны
полупроводника. Эти поверхностные состояния, называемые также быстрыми (а
иногда пограничными), могут достаточно быстро перезаряжаться, обмениваясь
электронами (дырками) с кремнием. Поверхностные состояния, вероятно,
обусловлены избыточными атомами кремния (трехвалентным кремнием),
избыточным кислородом или примесными атомами.
2. Фиксированный заряд окисла Q/, расположенный на границе раздела или
в непосредственной близости от нее. Величина этого заряда остается
практически постоянной во всей области электрических полей, характерных
для рабочего диапазона напряжений на МОП-структурах.
3. Заряд, захваченный в окисле Qot. Этот заряд возникает, например,
при рентгеновском облучении структур или инжекции горячих электронов в
диэлектрик. Соответствующие ловушки более или менее равномерно
распределены по толщине слоя окисла.
4. Заряд подвижных ионов Qm (например, ионов натрия), который может
перемещаться в слое окисла при стрессовых термополевых нагрузках МДП-
структур.
Величину всех этих зарядов обычно относят к единице площади границы
раздела, т. е. измеряют в единицах Кл -см-2. Вместо Qt часто используют
соответствующие поверхностные плотности, которые обозначают символом Nt с
теми же индексами (Nt - ~ Q/q - число зарядов на 1 см2). Поскольку
энергетические уровни состояний, захватывающих поверхностный заряд Qa,
непрерывно распределены в запрещенной зоне полупроводника, полезной
характеристикой является энергетическая плотность поверхностных состояний
Dit = [число зарядов/см2*эВ]. (32)
7.3.1. Заряд, захваченный поверхностными ловушками
Поверхностные состояния изучали Тамм [20], Шокли [21] и многие другие
Предыдущая << 1 .. 114 115 116 117 118 119 < 120 > 121 122 123 124 125 126 .. 142 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed