Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С.М. -> "Физика полупроводниковых приборов" -> 142

Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.

Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов — М.: Энергия, 1973. — 656 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 136 137 138 139 140 141 < 142 > 143 144 145 146 147 148 .. 228 >> Следующая

концентрации примесей ib подложке. Генерационно-рекомбинационный шум {Л.
33] обусловлен флуктуациями носителей заряда на рекомбинационных центрах
и на дефектах в обедненной области между каналом и полупроводниковой
подложкой. Этот шум становится существенным иа средних частотах. Iff шум
(Л. 34] главным образом обусловлен случайными флуктуациями носителей на
поверхностных состояниях и является доминирующим на очень низких
частотах.
6. Барьеры Шоттки в качестве областей истока и стока
|В предыдущих главах мы .рассматривали полевые транзисторы с
изолированным затвором и диффузионными областями истока и стока.
Использование барьера Шоттки в качестве областей истока и стока в полевых
транзисторах дает ряд технологических преимуществ. Исключение процесса
высокотемпературной диффузии улучшает качество окислов и контроль
геометрических размеров, особенно между истоком и затвором. К тому же
полевой транзистор с барьером Шоттки может быть изготовлен на
полупроводниках (таких, как CdS), в которых создание р-п перехода
представляет трудности.-
Полевой транзистор с барьером Шоттки был изготовлен с использованием
барьера PtSi-Si для истока и стока и Si02 в качестве изолятора затвора.
Высота барьера на истоке на n-типе составляет 0,85 н 0,24 эв на p-типе;
более низкая высота барьера использовалась для работы с р-иивереиониым
слоем иа п-кремнии. Основная структура прибора и поперечное сечение
показаны на
рис. 25. Пленки силицида платины образовывались при 650 С в контактных
отверстиях с использованием техники вакуумного напыления ,[Л. 36].
Выходные характеристики (ток стока от напряжения на стоке) прибора
показаны на рис. 26 для двух температур .подложки. Как
hZ'k
12мкм
Рис. 25. Основная структура и поперечное сечение полевого транзистора с
изолированным затвором с барьером Шоттки. Подложка rt-типа, 1 ом ¦ см, с
ориентацией <100>. Первый слой окисла выращен термически, второй -
нанесен термическим разложением этилор-силиката и триметилфосфата.
видно из рис. 26,а, при комнатной температуре характеристики прибора
аналогичны характеристикам обычных полевых транзисторов с изолированным
затвором, описанных ранее. Напряжение включения UT равняется 2 в, а
крутизна gm(=dIDldUe) в режиме насыщения равняется 50 мка/в при
напряжении на затворе UG=-14 в.
При температуре жидкого азота (рис. 26,6) выходные характеристики
значительно отличаются от характеристик обычных МДП-транзисторов. Более
подробные результаты представлены на рис. 27. При Ug= 0 ток утечки между
истоком и стоком составляет 4 • Ш-10 а. При наличии напряжения на затворе
и малых напряжениях на стоке ток стока Id остается постоянным и равным
минимальному току утечки. Когда напряжение на стоке достигает примерно 1
в, Id бы-
R/"l
1 в/дел
*>¦ б)
Осциллограммы выходных характеристик прибора при К (а) и 71 К (б), где ID
- ток стока; Ь'в и Uс, - напряжение на стоке и затворе соответственно [Л.
35].
UG = -M
ZD мка/дел
h
-300°к
Z0 мка/дел
Це = ~16в
стро увеличивается, изменяясь приблизительно как UB)m, где т лежит в
пределах от 4 до 8. Для данного напряжения на затворе ток снова
насыщается при напряжении отсечки.
Быстрое нарастание тока может .быть объяснено с помощью упрощенных зонных
диаграмм, представленных на .рис. 28. В равновесии при Ug=[Ud=0 зонная
диаграмма поверхности полупроводника соответствует двум барьерам металл -
полупроводник с высотой барьера Фвп =0,85 эв для PtSi-Si системы ([JI.
36]. Когда \U0\>
>\UT\, напряжение на затворе достаточно велико, чтобы инвертировать
поверхность из /г-типа в p-тип, и высота барьера между истоком н
инверсионным слоем становится равной Фвр"0,25 в для PtSi на кремний р-
типа (для более детального рассмотрения барьера Шоттки см. гл. ,8).
Заметим, что электрод истока в рабочем состоянии смещен в обратном
направлении. Для барьера высотой 0,25 в плотность обратного тока
насыщения термоэлектронного типа составляет около 103 а/см2 при комнатной
температуре и Ю-11 а/см2 при температуре жидкого азота |[Л. 37]. 1П.ри
данной
О
геометрии и глубине .инверсионного слоя порядка 1 ООО А максимальный
термоэлектронный ток, который может течь между электродами истока и
стока, составляет 10"18 а яри 77°К- Таким образом, термоэлектронным током
при 77 °iK можно пренебречь. Тогда основным током будет ток
туннелирования, пропорциональный вероятности туннелирования fJT. 88]:
4 У2т*11йдФВр)312
It ^ ехр 3 j,
где <g - напряженность электрического яоля; т* - эффективная масса.
Если предположить, что т* равняется массе свободных электронов, то
отношение плотностей тока при величинах поля 3- 105 и 105 е/см составляет
1010. Другими словами, небольшое увеличение напряжения иа стоке вызовет
большое увеличение тока стока, что согласуется с экспериментальными
результатами, представленными на рис. 27.
Рнс. 27. Выходные характеристики при 77 °К в логарифмическом масштабе
[JI. 35].
Un=0,UD=0
Рис. 28. Зонная диаграмма поверхности полупроводника. Вверху: для
Предыдущая << 1 .. 136 137 138 139 140 141 < 142 > 143 144 145 146 147 148 .. 228 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed