Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С.М. -> "Физика полупроводниковых приборов" -> 145

Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.

Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов — М.: Энергия, 1973. — 656 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 139 140 141 142 143 144 < 145 > 146 147 148 149 150 151 .. 228 >> Следующая

где W-ширина обедненного слоя.
Из уравнений (56) - (58) мы имеем:
_qNAW* _ qNAW
FB
n _ ¦Я Si02
" "" 1 чшЖ N. _ p
UQ - UFB - 2e
+
Ct
"X
(59)
В случае сильной инверсии поверхностный потенциал равен 4rs=2,irB + t/3-
и макси- '
мальная толщина обедненного иг слоя будет:
V
2ss (?/, + 2ФВ)
(6°) W-zo-io о 10 ЕО SO W 50 ВО 70 в Подставив уравнения (57),
(58) и (60) в уравнение (56),
мы получим выражения для Рис. 33. Диод, управляемый за-
напряжения затвора, необхо- твором и теоретические кривые
димого для сильной инверсии емкости затвор - подложка на
поверхности в присутствии на- низкой частоте в присутствии напряжения
на переходе Vf. -пряжения на .переходе [Л. 15).
U о Vi) - UFB = U, + ^B + c7V2 ^A(Uj + 24?B)
(61)
Из уравнения (61) может -быть получена ширина обедненного поверхностного
слоя как функция напряжения на затворе:
W =
С*
1+-
2 (Up ~ uFb) Cj qMAes
1/2
-1 ДЛЯ ( 62)
В Области, где поверхность полупроводника только обеднена, емкость затвор
- подложка дается выражением
С -
CtCD
Ci (es/W)
Сг + CD ^Ct + (es/U7)
гс? (uQ-uFB)
f ctw \->
-Ч'+^r) ;
с
Q.
i +
qNAe
-1/2
(63)
(64)
Аккумуляция
г)
Обеднение
3)
Инверсия
iHa рис. 33,6 приведены расчетные низкочастотные вольт-фарад-яые
характеристики емкости затвор - подложка в присутствии напряжения на
переходе, вычисленные для подложки p-типа с концентрацией 1016
акцепторных атомов/см3. Видно, что обратное смещение перехода задерживает
увеличение емкости, соответствующее началу инверсии, а приложение прямого
смещения к переходу приводит к более ранней инверсии по сравнению с U
j=0.
Поверхностное поле кольцевой МДП-структуры, показанной на рис. 33,а,
заметно влияет также на обратный ток р-п перехода. Рисунок 34,я
иллюстрирует это явление при трех различных состояниях поверхности при
фиксированном напряжении на р-п переходе. Так как обратный ток
кремниевого р-п перехода при комнатной температуре обусловлен процессами
генерации через генерационно-ре-
а)
б)
Рис. 34. Влияние поверхностного поля на обратный ток насыщения р-п
перехода (а) и экспериментальные зависимости обратного тока и емкости
затвор-подложка от напряжения на затворе при различных напряжениях на
переходе (б) [Л. 15].
комбинационные центры в -обедненной области, величина обратного тока
зависит от общего количества таких центров в обедненной области
.перехода. Если под электродом затвора образуется область
аккумуляции, то в ток генерации (Ii) дают вклад только центры, лежащие
внутри 'обедненной -области металлургического р-п 'перехода. Если
поверхность под затвором инвертирована, то ток генерации \(h+h) больше,
чем при аккумуляции, так как в этом случае в ток дают вклад также центры,
лежащие в обедненной области, образованной полем затвора и расположенной
между инвер-
сионным слоем и подложкой Если поверхность обеднена, то в ток генерации
дают вклад еще н центры, расположенные на границе раздела изолятор -
полупроводник, что приводит к появлению пика на зависимости обратного
тока от напряжения затвора i(h+h+h). На рис. 34,6 показана измеренная
зависимость обратного тока от напряжения иа -затворе при различных
значениях напряжения на переходе Uj, Здесь же приведена соответствующая
зависимость емкости затвор - подложка. Из этих рисунков видно, что при
данном напряжении на переходе ток перехода сильно увеличивается, когда
поверхность под затвором обедняется, и уменьшается, когда поверхность
инвертируется. (На зависимости IR от Vo это видно совершенно ясно. Скачок
тока происходит при одном и том же значении напряжения на затворе и не
зависит от обратного смещения на переходе, но спад тока зависит от i(Jo и
наступает -при величине Vo, соответствующей началу сильной инверсии, как
это следует из кривых неравновесной емкости МДП-структуры.
2. Пробивное напряжение [Л. 36, 40]. На рнс. 35,я представлен металл-
полупроводниковый диод с диффузионным р-п "охранным" кольцом и отдельным
металлическим электродом на изоляторе (электрод затвора). 'Как было
показано .раньше, если радиус перехода вблизи краев диффузионной р+-
области мал, то р+-п охранное кольцо будет пробито первым вследствие
эффекта изгиба перехода. Ког-
+1006
б)
Рис. 35. Металл-полупроводниковый диод с диффузионным р-п охранным
кольцом и электродом затвора на изоляторе (а) и условия пробоя охранного
кольца, когда на затвор подано отрицательное напряжение (6), условия
пробоя охранного кольца при подаче на затвор положительного напряжения
(в) [Л. 36]
в)
Рис. 36. Измеренные обратные вольт-амперные характеристики в зависимости
от напряжения на затворе прибора, изображенного на рис. 35, с глубиной
охранного кольца 0,4 мкм. Напряжение пробоя определялось как напряжение,
при котором обратный док достигал 1 ма [Л. 36].
да к затвору приложено отрицательное напряжение, поверхностное поле
стремится выровнять концентрацию поля на краях перехода (рис. 35,6).
Таким образом, радиус кривизны г3- существенно уменьшается, и уменьшается
Предыдущая << 1 .. 139 140 141 142 143 144 < 145 > 146 147 148 149 150 151 .. 228 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed