Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С.М. -> "Физика полупроводниковых приборов" -> 147

Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.

Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов — М.: Энергия, 1973. — 656 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 141 142 143 144 145 146 < 147 > 148 149 150 151 152 153 .. 228 >> Следующая

ступенчатым "расположением электродов :(рис. '1,6) порядок нанесения
элементов противоположен предыдущему. Структуры с копланарными '(лежащими
в одной плоскости) электродами (рис. 1,в и г) технологически выполняются
более просто, поскольку процессы испарения, предполагающие использование
прецизионных масок, могут быть проведены за одну операцию. Обычно в
качестве изолирующей подложки используются стекло или сапфир, в качестве
полупроводника - сульфид или селеннд кадмия, золото или алюминий - как
металлические электроды, а окись кремния или окись алюминия - как
изолятор затвора.
1. Основные характеристики. Основные вольт-амперные характеристики
тонкопленочного транзистора с изолированным затвором фактически
эквивалентны характеристикам полевого транзистора с изолированным
затвором .(IGFET), как показано в предыдущей главе. 'Будут сделаны
следующие предположения {Л. 6]: 1) подвижность носителей в канале
.постоянна; 2): емкость затвора - постоян-
Рис. 1. Тонкопленочные транзисторы с изолированным затвором (TFT).
а и б - структуры со ступенчатым расположение!, электродов; виг -
структуры с копланарными электродами [Л. 1]; 1 - исток; 2 -
полупроводник; 3 - затвор; 4 - диэлектрик; 5 - сток; 6 - диэлектрическая
подложка.
мая величина, не зависящая от напряжения затвора; 3) металлические
электроды стока и истока служат омическими контактами к полупроводнику;
4) начальная плотность заряда в полупроводнике выражается величиной п0,
зарядов/см3, которая является положительной для TFT обедненного типа,
обладающего начальным избытком донорных состояний, и отрицательной для
TFT обогащенного типа и ¦обладающего начальным избытком незаполненных
центров захвата или акцепторных состояний.
Основное отличие вышеперечисленных предположений от предположений,
выдвинутых в ]Л. 6а], для полевого транзистора с изолированным затвором в
том, что принимается в расчет начальная плотность заряда в
.полупроводнике.
На рис. 2 дается анализ упрощенной структуры. Плотность заряда п(у),
наведенная в области канала приложением напряжения затвора •Ug,
выражается как
<7Ди(г/) =-^" [Uq - U (у)], (1)
где С4 - емкость затвора на единицу площади .(.Ei/d) и U(y) - приложенное
напряжение стока на расстоянии у от источника.
Полная величина тока стока Id может -быть выражена как
Id= (hZ)'](То +A0,(//)J Ц,у- (//Z)(¦/[in (/!d+A/i(i/)] у, (2)
где 0о и Аа(у) - начальная проводимость н увеличение проводимости за счет
Ап(у) соответственно.
Рис. 2. Упрощенная структура тонкопленочного транзистора с изолированным
затвором (Z, - длина канала, Z - ширина канала, d - толщина изолирующего
слоя, h - толщина полупроводникового слоя).
1 - электрод истока; 2 - диэлектрик; 3 - электрод затвора; 4 - электрод
стока; 5 - полупроводник; 6 - диэлектрическая подложка.
Комбинируя уравнения (1) и (2), получаем:
Г Фп о 1 dU (у)
rD=z^Ct[-\f- + uG-uto)\-sjr\ С3)
L UD
ID j dy = Z^Ct j" pgj- +U0-U(y)] dU (у). (4)
0 6
откуда следует:
Id = Щ1- [(ug ~ ит) ud - • (5)
где
UT=-qhtiolCi.
Отметим, что выражение (5) тождественно уравнению, выведенному для
полевого транзистора с изолированным затвором i(IGFET). Пороговое
напряжение Ut зависит теперь от начальной плотности заряда /г0. Уравнение
;(5) действительно для 0^'UD^i(UG-UT) вплоть до изгиба кривой,
характеризующей зависимость Id от Ud.
¦Результирующие характеристики, выведенные из уравнения (6), показаны
толстыми линиями на рис. 3. (После изгиба величина тока ¦предполагается в
основном постоянной, как в случае полевого транзистора ,(IGFET).
Экспериментальные результаты, полученные для тонкопленочных транзисторов
с изолированным затвором (TFT), в которых использованы различные
полупроводниковые материалы |[Л. 7-7f] в различном структурном исполнении
(со ступенчатым и копланарным расположением электродов), находятся в
хорошем соответствии с характеристиками, предсказываемыми уравнением (5).
Ряд типичных кривых зависимости ID от Ud приведен на рис. 4 для
тонкопленочных транзисторов с изолированным затвором обедненного и
обогащенного типов [Л. 2].
В области ниже изгиба кривых проводимость стока gD и крутизна gm могут
быть представлены в виде
d/L
gD ~ dUr
Рис. 3. Теоретические выходные характеристики зависимости Id от Ud.
Толстые линии получены из уравнения (5). После изгиба кривой величина
тока предполагается постоянной [Л. 6].
' D
JD L
д! о Zv-nCi
dUD L
(и0-иту.
Ur
(6)
(7)
Таким образом, проводимость стока изменяется линейно с изменением UG, а
крутизна возрастает с изменением Ud-
Насыщение тока стока .наступает п.рн величине напряжения стока,
определяемой выражением \(UG-Ut). Эта величина определяет местоположение
изгибов линий, показанных на рис. 3, и получена из условия й/п/"Э7/п='0.
Механизм насыщения аналогичен наблюдаемому для IGFET и является
геометрически зависимым эффектом, возникающим в результате смыкания
проводящего канала вблизи стока. Ток насыщения стока '(в области изгиба)
может быть получен из уравнения 1(5):
Предыдущая << 1 .. 141 142 143 144 145 146 < 147 > 148 149 150 151 152 153 .. 228 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed