Исследование свойств полупроводников методом вольтфарадных характеристик. Абрамов В.Б - 13 стр.

UptoLike

ностного потенциала.
Для обедненного слоя МДП-структуры решение уравнения Пуассона дает та-
кой же результат как и в случае барьера Шоттки, поэтому можно воспользоваться
уравнением (2) для определения концентрации примеси в полупроводнике.
Из всех МДП-структур наиболее важными являются структуры металл –SiO
2
,
–Si (МОП). Отличие характеристик реальных МОП-структур от соответствующих
зависимостей идеальных МДП-конденсаторов обусловлено существованием
сложного распределения зарядов в окисле и возникновение поверхностного заряда
в кремнии, обусловленного поверхностными ловушками (рис.13).
+++++
+++
---
Фиксированный
заряд окисла
заряд подвижных
ионов Q
заряд захваченный
в окисле
Na
+
K
+
+
+
+
+
+
+
Заряд, захваченный
поверхностными ловушками
Металл
SiO
2
SiO
к
Si
Рис. 13. Заряды в окисле
Основная причина возникновении поверхностных состояний в запрещенной
зоне п/п заключается в том, что сама граница раздела является нарушением про-
странственной периодичности кристаллической решетки. При изменениях прило-
женного к МДП-структуре напряжения положение энергетических уровней по-
верхностных ловушек изменяется, следуя за смещением краев разрешенных зон
полупроводника на границе раздела. В результате
происходит изменение зарядно-
го состояния этих ловушек.
Исходя из вышеизложенного следует, что эквивалентная схема МДП-
структуры оказывается довольно сложной (рис. 14). На этом рисунке С
d
емкость
диэлектрика; R
s
сопротивление полупроводника; С
об
, R
об
емкость и сопротив-
ление обедненного слоя полупроводника соответственно; С
инв
, R
инв
емкость и
сопротивление инверсного слоя полупроводника; С
пс
, R
пс
емкость и сопротивле-
ние, обусловленные поверхностными ловушками в полупроводнике. Однако такая
полная схема будет реализована только при низкочастотных измерениях в режиме
сильной инверсии.
графикам. При этом они отображаются в области построения.
Кнопка
позволяет редактировать название графика. При нажатии на нее в
области управления появляется строка ввода с названием и кнопкой
(рис. 38).
Рис. 38. Редактирование названия графика
После исправления названия необходимо нажать эту кнопку и результат пере-
пишется в таблицу, а строка ввода пропадет.
Рядом с табличкой находится панель с кнопками управления. Эти кнопки реа-
лизуют следующие команды:
Новыйоткрывает новый график. В табличке появляется новая запись с на-
званием по-умолчанию и включается режим редактирования названияпоявляет
-
ся строка ввода с названием, а кнопка
переходит в нажатое состояние.
Стильпозволяет изменить внешнее представление графика. В этот же ре-
жим можно попасть из главного меню ИнструментыПараметры графика. В
этом случае Вы установите внешний вид всех строящихся новых графиков.
Сохранитьсохраняет все изменения, произведенные с графиком.
Удалитьудаляет график, отмеченный в табличке.
В правой части
области управления находится панель манипулирования дан-
ными. С помощью выпадающих списков можно сопоставить каждой оси любую
из колонок таблицы рабочей тетради. Если параметр Z будет пустой, то отобража-
ется одна кривая, если же выбрана какая-либо колонка из списка, то отображается
семейство кривых.
Также можно устанавливать логарифмический масштаб по любой
из осей.
Будьте внимательны, при выборе логарифмического масштаба значения должны
быть только положительными.
Внешний вид графика. Возможно изменение цвета и толщины соединительной
линии, формы и размера маркеров экспериментальных точек (рис. 39).
13 32
графикам. При этом они отображаются в области построения.                          ностного потенциала.
                                                                                       Для обедненного слоя МДП-структуры решение уравнения Пуассона дает та-
   Кнопка      позволяет редактировать название графика. При нажатии на нее в      кой же результат как и в случае барьера Шоттки, поэтому можно воспользоваться
области управления появляется строка ввода с названием и кнопкой      (рис. 38).   уравнением (2) для определения концентрации примеси в полупроводнике.
                                                                                       Из всех МДП-структур наиболее важными являются структуры металл –SiO2,
                                                                                   –Si (МОП). Отличие характеристик реальных МОП-структур от соответствующих
                                                                                   зависимостей идеальных МДП-конденсаторов обусловлено существованием
                                                                                   сложного распределения зарядов в окисле и возникновение поверхностного заряда
                                                                                   в кремнии, обусловленного поверхностными ловушками (рис.13).


                                                                                                                                             Металл
                                                                                                                   заряд подвижных
                                                                                                            Na+    ионов Q
                                                                                                               K+
                     Рис. 38. Редактирование названия графика                                          заряд захваченный                     SiO2
                                                                                                       в окисле
    После исправления названия необходимо нажать эту кнопку и результат пере-                                       Фиксированный
                                                                                                            +++
пишется в таблицу, а строка ввода пропадет.
    Рядом с табличкой находится панель с кнопками управления. Эти кнопки реа-
                                                                                                            ---     заряд окисла


лизуют следующие команды:                                                                               +     +       +       +       +      SiOк
    Новый – открывает новый график. В табличке появляется новая запись с на-




                                                                                                       +




                                                                                                                          +


                                                                                                                                 +
званием по-умолчанию и включается режим редактирования названия – появляет-




                                                                                                            +
                                                                                                                   +


                                                                                                                                 +
                                                                                                       Заряд, захваченный
                                                                                                       поверхностными ловушками
ся строка ввода с названием, а кнопка    переходит в нажатое состояние.
                                                                                                                                              Si
    Стиль – позволяет изменить внешнее представление графика. В этот же ре-
жим можно попасть из главного меню Инструменты–Параметры графика. В
этом случае Вы установите внешний вид всех строящихся новых графиков.                                             Рис. 13. Заряды в окисле
    Сохранить – сохраняет все изменения, произведенные с графиком.
                                                                                       Основная причина возникновении поверхностных состояний в запрещенной
    Удалить – удаляет график, отмеченный в табличке.                               зоне п/п заключается в том, что сама граница раздела является нарушением про-
    В правой части области управления находится панель манипулирования дан-        странственной периодичности кристаллической решетки. При изменениях прило-
ными. С помощью выпадающих списков можно сопоставить каждой оси любую              женного к МДП-структуре напряжения положение энергетических уровней по-
из колонок таблицы рабочей тетради. Если параметр Z будет пустой, то отобража-     верхностных ловушек изменяется, следуя за смещением краев разрешенных зон
ется одна кривая, если же выбрана какая-либо колонка из списка, то отображается    полупроводника на границе раздела. В результате происходит изменение зарядно-
семейство кривых.                                                                  го состояния этих ловушек.
    Также можно устанавливать логарифмический масштаб по любой из осей.                Исходя из вышеизложенного следует, что эквивалентная схема МДП-
Будьте внимательны, при выборе логарифмического масштаба значения должны           структуры оказывается довольно сложной (рис. 14). На этом рисунке Сd – емкость
быть только положительными.                                                        диэлектрика; Rs – сопротивление полупроводника; Соб, Rоб – емкость и сопротив-
   Внешний вид графика. Возможно изменение цвета и толщины соединительной          ление обедненного слоя полупроводника соответственно; Синв, Rинв – емкость и
линии, формы и размера маркеров экспериментальных точек (рис. 39).                 сопротивление инверсного слоя полупроводника; Спс, Rпс – емкость и сопротивле-
                                                                                   ние, обусловленные поверхностными ловушками в полупроводнике. Однако такая
                                                                                   полная схема будет реализована только при низкочастотных измерениях в режиме
                                                                                   сильной инверсии.


                                            32                                                                                  13