Электрофизические методы исследования МДП-структур. Бормонтов Е.Н. - 19 стр.

             2.1. Нару ш ен и е ВЧ реж и м а и зм ерен и й (у чё т вл и я н и я ПС)
        О пр е де ле ни ю пр о ф и ля ле ги р о ва ни я М Д П -стр уктур пр е пятствуе тпе р е за р ядка
П С, вли яни е ко то р о й мо ж но уме ньш и тьпо вы ш е ни е м ча сто ты те сто во го си гна ла
и ли по ни ж е ни е м те мпе р а тур ы пр и и зме р е ни ях . В ли яни е П С пр о являе тся и для
стр уктур с б а р ьер о м Ш о ттки , по ско льку в р е а льно м ко нта кте Ш о ттки на
по ве р х но сти по лупр о во дни ка и ме е тся пе р е х о дны й сло й в ви де то нко й плёнки
е сте стве нно го о ки сла .
        Ч а сто та В Ч на пр яж е ни я, пр и ко то р о й вли яни е по ве р х но стны х со сто яни й на
и зме р яе мую ёмко сть пр е не б р е ж и мо ма ло , за ви си т о т и х ки не ти че ски х
х а р а кте р и сти к. Н а пр и ме р , для по ве р х но сти р а зде ла Si-SiO2 по ве р х но стны е
со сто яни я, р а спо ло ж е нны е в се р е ди не за пр е щ ённо й зо ны , и ме ю тпр и ко мна тно й
те мпе р а тур е вр е ме на р е ла кса ци и 10 −5 ÷ 10 −4 с, в то вр е мя ка к П С вб ли зи
р а зр е ш ённы х зо н х а р а кте р и зую тся ме ньш и ми вр е ме на ми р е ла кса ци и - 10 −8 ÷ 10 −6
с. Со о тве тстве нно ни ж няя гр а ни ца ча сто ты со ста вляе тв пе р во м случа е пр и ме р но
1 М Гц, а во вто р о м сме щ а е тся в о б ла стьб о ле е вы со ки х ча сто т, ко то р ую тр удно
р е а ли зо ва тьпр а кти че ски .
        В ме сте с те м, вли яни е П С на о пр е де ляе мую по ср е дство м (12) ко нце нтр а ци ю
пр и ме си мо ж но до во льно пр о сто уче сть, е сли кр о ме вы со ко ча сто тно й ёмко сти
стр уктур ы и зме р и ть ни зко ча сто тную (ква зи ста ти че скую ) ёмко сть. Ё мко сть
стр уктур ы на ни зко й ча сто те (Н Ч ) р а вна
                                        1        1         1
                                             =      +             ,                                  (15)
                                      CНЧ       Ci C sc + C ss
по это му с учёто м во змо ж но й пе р е за р ядки П С ди ф ф е р е нци а льно е пр и р а щ е ни е
пр о стр а нстве нно го за р яда
                                        dQB = (C sc + C ss ) dψ s                                    (16)
и со о тно ш е ни е (8) нуж но за пи са тьсле дую щ и м о б р а зо м:
                                   (C sc + C ss ) dψ s = C Н Ч dV g .                                (17)
        Со о тно ш е ни е (9) на Н Ч та кж е уж е не вы по лняе тся, но о ста ётся ве р ны м б о ле е
о б щ е е со о тно ш е ни е (6), и з ко то р о го вме сто (12) для N(W) по луча е тся не ско лько
др уго е вы р а ж е ни е :
                                                                     −1
                                           2   d  1 2 
                           N (W ) = ±                      .                                                  (18)
                                               dψ s  C D  
                                      qε 0 ε s S 2
      С учёто м (15) и (17) вы р а ж е ни е (18) для N(W) мо ж но пе р е пи са тьв ви де
                                                      −1                                                       −1
                            CНЧ  d  1                                  C Н Ч  d                        
                                                      2                                                   2
                   2                                              2                           1     
  N (W ) =                                             =              1 −                           (19)
             qε 0ε s S 2 C sc + C ss  dVg  C D       qε 0ε s S 2     Ci   dVg
                                                                                              CD           
                                                               −2
       Д и ф ф е р е нци а льно е пр и р а щ е ни е       d (C D ) на о сно ва ни и            (2)             мо ж но
пр е дста ви тьсле дую щ и м о б р а зо м:
                  2                                                                             2
           1         2       1      1      1   1             C ВЧ          1       
       d        =      d        = 2  − d             = 1 −      d        .                  (20)
           CD       CD       CD      C ВЧ  C i   C ВЧ               Ci      C ВЧ    

                                                     19