Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С. -> "Физика полупроводниковых приборов Книга 1" -> 129

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 .. 123 124 125 126 127 128 < 129 > 130 131 132 133 134 135 .. 142 >> Следующая

слой окисла ионизирующее излучение, разрывая связи Si - О, генерирует
электронно-дырочные пары, которые затем разделяются электрическим полем в
окисле, если в процессе экспозиции МОП-структура
1) При оптическом облучении инвертированной МДП-структуры область
пространственного заряда последней оказывается как бы под прямым смеще-
kT
нием, равным % =--------1л и необходимым для того, чтобы током инжекции
Я '8
инверсионных носителей в подложку полностью скомпенсировать фототок 1ф >
который устремляется на границу раздела в результате аккумуляции областью
пространственного заряда электронно-дырочных пар, генерированных фотонами
в приповерхностном слое полупроводниковой подложки. При этом'фа = 2фв -
Указанное уменьшение под действием облучения приводит также к соответ-
ствующему увеличению эффективной скорости генерации, пропорциональному
МДП-структуры. Приборы с зарядовой связью
419
Е,
F
l л Злектрон /Дырка
EFwm
Ионизирующее у' излучение
а
6
Рис. 30. Зонные диаграммы МДП-структуры при освещении (а), радиационных
воздействиях (б) и лавинной инжекции (в) [7].
находится под напряжением. Более подвижные электроны при этом достаточно
быстро покидают окисел и уходят в затвор или в подложку, а более
медленные дырки частично захватываются ловушками в окисле. При
положительном напряжении на затворе (рис. 30, б) эти дырки захватываются
вблизи границы с полупроводником и, следовательно, оказывают сильное
влияние на характеристики МОП-структуры. При этом наблюдается
значительный радиационный сдвиг напряжения плоских зон в сторону
отрицательных напряжений (образование положительного фиксированного
заряда). Возможно, что эти захваченные дырки ответственны также и за
увеличение плотности поверхностных состояний, которое обычно наблюдается
после радиационных воздействий на МОП-структуру [7]. При противоположной
полярности напряжения (минус на затворе) дырки будут захватываться вблизи
металлического электрода, который сильно экранирует их влияние на
полупроводник. В этом случае величина эффективного положительного заряда,
индуцированного радиацией, оказывается значительно меньшей, и вольт-
фарадные характеристики претерпевают относительно малый сдвиг вдоль оси
напряжений. Отметим, что экспериментальные результаты хорошо
соответствуют изложенной модели дырочного захвата в окисле.
Рассмотрим также влияние лавинной инжекции в окисел [45], которая может
происходить в МОП-структурах при их работе в условиях глубокого обеднения
(рис. 7, кривая в)). При быстром изменении напряжения на электроде
структуры почти все напряжение оказывается приложенным к нестационарному
обедненному слою в полупроводнике, где при достаточно большой величине
420
Глава Т
этого напряжения развивается лавинный процесс ударной ионизации. В
результате лавинного процесса у границы с окислом возникает довольно
большое число электронов и дырок с энергиями, достаточными для
преодоления соответствующих энергетических барьеров. Так как величина
электронного энергетического барьера на границе Si - Si02, равная q%si -
q%i = 4,1 -
- 0,9 = 3,2 эВ, меньше, чем высота энергетического барьера для дырок
Eg (Si02) - Ее (Si) - <7%51 - q%i ~ 4,7 эВ, электронная инжекция в окисел
существенно превышает дырочную.
Условия возникновения лавинного пробоя в МОП-структурах исследованы в
работе [46] на основе двумерной модели распределения электрического поля
(вставка на рис. 31). Электрическое поле у границы раздела полупроводник
- диэлектрик неодинаково и достигает максимального значения Шт вблизи
края затворного электрода. Напряжение пробоя структуры определяется как
напряжение на затворе, при котором ионизационный интеграл вдоль
оптимальной силовой линии электрического поля достигает значения, равного
1. Оптимальная силовая линия начинается в той точке границы раздела Si -
Si02 вблизи края электрода, где & - &т, и кончается на краю обедненной
области, где <8 = = 0. Результаты расчета пробивного напряжения для МОП-
струк-тур, различающихся толщиной окисла и уровнем легирования подложки,
представлены на рис. 31. Как видно из графиков, при каждом определенном
значении толщины окисла существует концентрация легирующей примеси, при
которой напряжение лавинного пробоя оказывается минимальным. Было
установлено, что слева от этих минимумов лавинный пробой действительно
происходит у края электрода (&т >> ^), а правой части графиков
соответствует пробой, однородный по площади структуры (&т =
- &ъ). В условиях однородного пробоя величина электрического поля на
границе раздела тем больше, чем больше концентрация легирующей примеси
(гл. 2). При этом соответственно увеличиваются электрическое поле в
окисле и падение напряжения на нем, что приводит к росту пробивного
напряжения с увеличением концентрации в правой части графиков (рис. 31).
Отметим в заключение, что лавинный пробой происходит однородно по площади
электрода, когда отношение dlWu&KG (где WMSlKC - максимальная толш.ина
Предыдущая << 1 .. 123 124 125 126 127 128 < 129 > 130 131 132 133 134 135 .. 142 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed