Электрофизические методы исследования МДП-структур. Часть 2. Бормонтов Е.Н. - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

35
напряженность поля в диэлектрике. Следовательно, на конечных
стадиях процесса релаксации возникает необходимость учитывать
контролируемые диэлектриком механизмы генерации, а именно : эмиссию
Шоттки, туннельный эффект, прыжковую проводимость , эмиссию
Пула-Френкеля и др.
Е . Величина полного потока неосновных носителей заряда
Величина полного потока G неосновных носителей заряда в
приповерхностную область полупроводника равна сумме рассмотренных
выше потоков, связанных с тепловой генерацией :
qjGG
s
GGG
пдифSkrОкр
+
+
+
+
=
0
. (33)
Пользуясь выражениями для соответствующих потоков (17), (21), (27),
(30) и (31), можно записать :
(
)
(
)
A
i
n
n
g
i
N
n
L
D
a
W
g
S
i
n
a
W
Wn
G
2
4
1
4
1 ++++=
τ
. (34)
Разная функциональная зависимость компонентов генерации в ряде
случаев позволяет разделить экспериментальную релаксационную
зависимость G(t) на отдельные составляющие. При графическом анализе
кривой G(t) строится зависимость скорости генерации (10) от толщины
области обеднения . В соответствии с выражением (34) имеем
2
)( CWBWAtG ++=
. (35)
На кремниевых МДП- структурах достаточно большой площади при
комнатной температуре обычно преобладают объёмная и поверхностная
генерации в ОПЗ под управляющим электродом , т.е. на зависимости (35)
имеется хорошо выраженный линейный участок. На кремниевых
структурах малой площади дополнительно следует учитывать
поверхностную генерацию в краевой области, темп которой также
пропорционален W . Разделение линейных составляющих в (35) достоверно
производится по анализу релаксационных кривых МДП-структур с
различным отношением площади к периметру, так как темп объёмной
генерации в ОПЗ пропорционален площади структуры , а темп
поверхностной генерации в краевой области - её периметру.
Заметим , что формула (34) справедлива в те моменты релаксации
неравновесной ОПЗ, когда глубина обеднённого слоя W значительно
превосходит глубину равновесного слоя обеднения W
∞
. В общем случае
вместо W следует пользоваться величиной ∆W(t) = W(t) - W
∞
, которую
можно определить из экспериментальных данных по формуле
−=
∞
−=∆
∞
∞
1
)(
)()(
0
tC
C
C
WtWtW
S
ε
ε
, (36)
где C
∞
- равновесная ВЧ ёмкость МДП-структуры при сильной инверсии. 
                                   35
напря ж енность поля в диэлектрике. Следовательно,  на     конечны х
стадия х процесса релаксации возникает необ ходимость учиты вать
контролируемы едиэлектриком механизмы генерации, аименно: эмиссию
Ш оттки, туннельны й эф ф ект, пры ж ковую   проводимость, эмиссию
П ула-Ф ренкеля и др.

          Е . В еличинаполного потоканеосновны х носителей заря да

      В еличина полного потока G неосновны х носителей заря да в
приповерхностную об ласть полупроводника равна сумме рассмотренны х
вы ш епотоков, свя занны х степловой генерацией:

                  G = G0 + Gs + GО к р + GSkr + jп диф q .                    (33)

П ользуя сь вы раж ения ми для соответствую щ их потоков (17), (21), (27),
(30) и (31), мож но записать:

                 G=
                      Wni
                       τg
                          ( 1+  4W
                                 a
                                  )       (
                                     + ni S g 1 + )
                                                  4W
                                                   a
                                                     +
                                                        Dn ni2 .
                                                        Ln N A
                                                                               (34)

      Разная ф ункциональная зависимость компонентов генерации в ря де
случаев позволя ет разделить экспериментальную                    релаксационную
зависимость G(t) на отдельны е составля ю щ ие. П ри граф ическом анализе
кривой G(t) строится зависимость скорости генерации (10) от толщ ины
об ласти об еднения . В соответствии с вы раж ением (34) имеем
                       G (t ) = A + BW + CW 2 .                                (35)
Н а кремниевы х М Д П - структурах достаточно б ольш ой площ ади при
комнатной температуре об ы чно преоб ладаю т об ъ ёмная и поверхностная
генерации в О П З под управля ю щ им электродом, т.е. на зависимости (35)
имеется хорош о вы раж енны й линейны й участок. Н а кремниевы х
структурах малой площ ади дополнительно следует                          учиты вать
поверхностную генерацию в краевой об ласти, темп которой такж е
пропорционален W. Разделениелинейны х составля ю щ их в (35) достоверно
производится по анализу релаксационны х кривы х                  М Д П -структур с
различны м отнош ением площ ади к периметру, так как темп об ъ ёмной
генерации в О П З пропорционален площ ади структуры ,                     а темп
поверхностной генерации в краевой об ласти - её периметру.
      Заметим, что ф ормула (34) справедлива в те моменты релаксации
неравновесной О П З, когда глуб ина об еднённого слоя W значительно
превосходит глуб ину равновесного слоя об еднения W∞ . В об щ ем случае
вместо W следует пользоваться величиной ∆W(t) = W(t) - W∞ , которую
мож но определить изэкспериментальны х данны х по ф ормуле
                                                 ε ε C       
                       ∆W (t ) = W (t ) − W∞ = 0 S  ∞ − 1 ,                  (36)
                                                  C∞  C (t ) 
где C∞ - равновесная В Чёмкость М Д П -структуры при сильной инверсии.

Страницы