Электрофизические методы исследования МДП-структур. Часть 2. Бормонтов Е.Н. - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

12
электрического поля в диэлектрике. Для того чтобы получить заданный
изгиб зон в полупроводнике, это увеличение нужно компенсировать
приложением дополнительного напряжения к затвору ∆ V
g
.
В дифференциальном методе Термана зависимость D
SS
(ψ
S
) можно
получить , исходя из соотношения (32), предварительно откалибровав
экспериментальную ВЧ ВФХ по поверхностному потенциалу и рассчитав
зависимость Q
SC
(ψ
S
) по формуле (2). Производная dV
g
/dψ
S
при этом
определяется графическим дифференцированием калибровочной кривой .
С практической точки зрения удобно строить кривую захваченного
заряда Q
SS
(ψ
S
) по сдвигу экспериментальной высокочастотной ВФХ
относительно теоретической . Этот сдвиг обусловлен совокупным
влиянием контактной разности потенциалов ϕ
MS
, встроенного заряда в
диэлектрике Q
i
и заряда в поверхностных состояниях Q
SS
(ψ
S
). Зависимость
Q
SS
от изгиба зон приводит к тому, что сдвиг экспериментальной ВФХ
относительно теоретической ∆V
g
меняется в зависимости от ψ
S
.
Соотношение для ∆V
g
(ψ
S
) можно записать следующим образом :
i
SSS
FB
i
SSSSSЭ
MSSg
C
)(Q
V
C
)(QQ
)(V
ψ
−=
ψ
+
−φ=ψ
∆
∆
∆
. (34)
Эффективный поверхностный заряд, входящий в выражение (34),
описывается формулой (27). Из (34) для изменения заряда в ПС ∆Q
SS
(ψ
S
)
соответствующего изменению изгиба зон от 0 до ψ
S
, получим следующее
выражение
(
)
FBSgiSSS
VVCQ
−
∆
−
=
∆
)()(
ψ
ψ
. (35)
Выражение (35) можно также получить , исходя из (31). Для этого нужно в
формуле (31) вынести С
i
за общие скобки и получить соотношение:
, (36)
которое эквивалентно (35). Плотность поверхностных состояний D
SS
(ψ
S
)
находится дифференцированием кривой захваченною заряда
. 37)
Переход от поверхностного потенциала к энергетическому положению ПС
осуществляется по формуле (33).
Заметим , что для получения достоверных результатов
дифференциальным методом Термана необходимо полное исключение
перезарядки П C при любых значениях V
g
. Практически вблизи точки
плоских зон всегда имеется такое граничное значение ψ
S
, начиная с
которого необходимо учитывать перезарядку граничных состояний из- за
−
−−−=∆
FB
i
SC
SgiSSS
V
C
Q
VCQ ψψ )(
S
sg
i
S
SS
SS
SS
SSS
d
)(Vd
q
C
d
Qd
q
1
dE
dQ
)(D
ψ
ψ∆
ψ
∆
ψ =−==
                                    12
электрического поля в диэлектрике. Д ля того чтоб ы получить заданны й
изгиб зон в полупроводнике, это увеличение нуж но компенсировать
прилож ением дополнительного напря ж ения кзатвору ∆Vg .
      В диф ф еренциальном методе Т ермана зависимость DSS (ψS ) мож но
получить, исходя из соотнош ения (32), предварительно откалиб ровав
экспериментальную В Ч В Ф Х по поверхностному потенциалу и рассчитав
зависимость QSC (ψS) по ф ормуле (2). П роизводная dVg/dψS при этом
определя ется граф ическим диф ф еренцированием калиб ровочной кривой.
       С практической точки зрения удоб но строить кривую захваченного
заря да QSS (ψS) по сдвигу экспериментальной вы сокочастотной В Ф Х
относительно теоретической. Э тот сдвиг об условлен совокупны м
влия нием контактной разности потенциалов ϕMS, встроенного заря да в
диэлектрикеQi и заря дав поверхностны х состоя ния х QSS (ψS). Зависимость
QSS от изгиб а зон приводит к тому, что сдвиг экспериментальной В Ф Х
относительно теоретической ∆Vg меня ется в зависимости от ψS .
Соотнош ениедля ∆Vg(ψS) мож но записать следую щ им об разом:
                               QSSЭ + ∆QSS ( ψ S )         ∆QSS ( ψ S )
        ∆Vg ( ψ S ) = φ MS −                       = VFB −                .   (34)
                                      Ci                      Ci
      Э ф ф ективны й поверхностны й заря д, входя щ ий в вы раж ение (34),
описы вается ф ормулой (27). И з(34) для изменения заря да в П С ∆QSS (ψS)
соответствую щ его изменению изгиб а зон от 0 до ψS, получим следую щ ее
вы раж ение
                     ∆QSS (ψ S ) = −Ci (∆Vg (ψ S ) − VFB )   .                (35)

В ы раж ение (35) мож но такж е получить, исходя из (31). Д ля этого нуж но в
ф ормуле(31) вы нестиСi заобщ иескоб кииполучить соотнош ение:
                                               Q           
                  ∆QSS (ψ S ) = −Ci Vg − ψ S − SC  − VFB  ,             (36)
                                                Ci         
которое эквивалентно (35). П лотность поверхностны х состоя ний DSS (ψS )
находится диф ф еренцированием кривой захваченною заряда
                               dQSS    1 d∆QSS Ci d∆Vg (ψ s )
               DSS (ψ S ) =         =−        =                           .    37)
                               dESS    q dψ S   q   dψ S
П ереход от поверхностного потенциалак энергетическому полож ению П С
осущ ествля ется по ф ормуле(33).
      Заметим,     что для       получения   достоверны х   результатов
диф ф еренциальны м методом Т ермана необ ходимо полное исклю чение
перезаря дки П C при лю б ы х значения х Vg. П рактически вб лизи точки
плоских зон всегда имеется такое граничное значение ψS, начиная с
которого необ ходимо учиты вать перезаря дку граничны х состоя ний из-за

Страницы