Электрофизические методы исследования МДП-структур. Часть 2. Бормонтов Е.Н. - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

10
2.4. Определение напряжения плоских зон, напряжения инверсии и
порогового напряжения
Напряжением плоских зон V
FB
называется напряжение на затворе
реальной МДП-структуры , соответствующее значению поверхностного
потенциала в полупроводнике, равному нулю :
)(VV
SgFB
0=ψ=
. (25)
В идеальных структурах V
FB
= 0. В реальных структурах наличие
контактной разности потенциалов φ
ms
и эффективного поверхностного
заряда Q
ssэ
приводит к сдвигу С-V характеристик (относительно
идеальных) по оси напряжений и, следовательно, к появлению
некоторого отличного от нуля напряжения плоских зон
iSSЭMSFB
СQV −φ=
, (26)
где суммарный заряд Q
SSЭ
включает в себя заряд поверхностных
состояний на границе раздела полупроводник- диэлектрик Q
SS
и
встроенный в диэлектрик заряд Q
i
. Для определения напряжения плоских
зон реальной МДП-структуры сначала по формуле (12) рассчитывается
значение емкости идеальной структуры в состоянии плоских зон.
Затем , поскольку экспериментальная С -V кривая высокочастотная (т.е.
C
SS
→ 0) , проведя сечение С=const=C
FB
теор
, мы получаем при
пересечении этой прямой с экспериментальной ВФХ напряжение,
соответствующее ψ
s
= 0.
Напряжение инверсии V
i
и пороговое напряжение V
T
определяются
аналогично V
FB
по значениям емкостей C
i
и C
T
(20), соответствующих
наступлению слабой (ψ
s
=φ
B
) и сильной инверсии (ψ
s
=2φ
B
).
2.5. Определение плотности эффективного поверхностного заряда
Обычно плотность эффективного поверхностного заряда определяют
по сдвигу экспериментальной С-V кривой относительно ВФХ идеальной
МДП-структуры при условии плоских зон (ψ
s
= 0).Таким образом ,
согласно (26)
i
FBMS
oSFBmsiSSЭ
d
V
)V(CQ
−φ
εε=−φ=
. (27)
Эффективная плотность поверхностных состояний (ПС) при этом
()
FBms
i
ioSSЭ
SSЭ
V
qdq
Q
N −φ
ε
ε
==
. (28) 
                                       10

    2.4. О пределениенапря ж ения плоских зон, напря ж ения инверсии и
                        порогового напря ж ения

     Н апря ж ением плоских зон VFB назы вается напря ж ение на затворе
реальной М Д П -структуры , соответствую щ ее значению поверхностного
потенциалав полупроводнике, равному нулю :

                             V FB = V g ( ψ S = 0 ) .                  (25)

      В идеальны х структурах VFB = 0. В реальны х структурах наличие
контактной разности потенциалов φms и эф ф ективного поверхностного
заря да Qssэ приводит к сдвигу С-V характеристик (относительно
идеальны х) по оси напря ж ений и, следовательно, к поя влению
некоторого отличного от нуля напря ж ения плоских зон

                             VFB = φ MS − QSSЭ          Сi ,           (26)

где суммарны й заря д QSSЭ       вклю чает в себ я заря д поверхностны х
состоя ний на границе раздела полупроводник-диэлектрик QSS и
встроенны й в диэлектрик заря д Qi . Д ля определения напря ж ения плоских
зон реальной М Д П -структуры сначала по ф ормуле (12) рассчиты вается
значение емкости идеальной структуры в состоя нии плоских              зон.
Затем, поскольку экспериментальная С-V кривая вы сокочастотная (т.е.
CSS → 0) , проведя сечение С=const=CFBт еор, мы           получаем     при
пересечении этой пря мой с экспериментальной В Ф Х напря ж ение,
соответствую щ ееψs = 0.
      Н апря ж ениеинверсии Vi и пороговоенапря ж ениеVT определя ю тся
аналогично VFB по значения м емкостей Ci и CT (20), соответствую щ их
наступлению слаб ой (ψs =φB ) и сильной инверсии (ψs =2φB).

     2.5. О пределениеплотности эф ф ективного поверхностного заря да

       О б ы чно плотность эф ф ективного поверхностного заря даопределя ю т
по сдвигу экспериментальной С-V кривой относительно В Ф Х идеальной
М Д П -структуры при условии плоских зон (ψs = 0).Т аким об разом,
согласно (26)
                                                        φ − VFB
                      QSSЭ = Ci ( φ ms − VFB ) = ε S ε o MS     .      (27)
                                                            di
Э ф ф ективная плотность поверхностны х состоя ний (П С) при этом

                                  QSSЭ  ε ε
                        N SSЭ =        = o i (φ ms − VFB ) .           (28)
                                   q     qd i

Страницы