Электрофизические методы исследования МДП-структур. Часть 2. Бормонтов Е.Н. - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

38
Другой способ состоит в перестройке релаксационной кривой C(t) в
координатах [C
i
/ C(t)]
2
= f(t) и графическом дифференцировании
полученной зависимости. Параметры структуры N
A
и C
i
определяются
предварительно из равновесной ВФХ.
Теория тепловых генерационных процессов даёт общее выражение
для потока неосновных носителей заряда (34), включающее в себя
параметры объёмных и поверхностных генерационных центров (τ
g
,S
g
), а
также характеристики процесса диффузии (D
n
,L
n
).
Очевидно, что если приравнять экспериментальный темп генерации
(13) к полному потоку неосновных носителей в слой ОПЗ (34)
(
)
(
)
A
i
n
n
g
ii
i
AS
N
n
L
D
a
W
g
S
i
n
a
W
Wn
tC
C
dt
d
C
N
2
2
0 4
1
4
1
)(2
++++=
−
τ
εε
, (38)
то из анализа и сравнения экспериментальных и теоретических
зависимостей можно определить доминирующие механизмы генерации, а
также оценить указанные выше генерационно - рекомбинационные и
диффузионные параметры . Однако общее теоретическое выражение (38)
сложно для анализа, поэтому на практике обычно применяют различные
упрощения и аппроксимации. Рассмотрим дальнейший алгоритм
обработки экспериментальных данных, предложенный Цербстом (метод
переключения из обогащения в инверсию ) на примере кремниевой МДП-
структуры , для которой при комнатной температуре основными
механизмами релаксации инверсионного слоя являются объёмная и
поверхностная генерации под управляющим электродом .
В качестве объемного темпа генерации в ОПЗ, согласно (17) и (36),
можно взять выражение
[]
−=
∞
−=∆=
∞
∞
1
)(
)()()(
0
0
tC
C
C
n
WtW
n
tW
n
tG
S
g
i
g
i
g
i
ε
ε
τττ
. (39)
Скорость поверхностной генерации дается формулой (21).
Таким образом , окончательный результат для суммарного темпа
генерации в этом случае имеет вид :
−+=∆=+=
∞
∞
1
)(
)()()()(
0
0
tC
C
C
n
g
S
i
ntW
n
tGt
s
GtG
S
g
i
g
i
ε
ε
ττ
(40)
или с учётом соотношения (13)
−+=
−
∞
∞
1
)(
1
22
)(
0
2
tC
C
N
n
C
C
g
S
N
nC
tC
C
dt
d
gA
ii
A
i
S
ii
τεε
(41)
Последнее соотношение определяет связь экспериментальных значений
темпа генерации G(t) с временем τ
g
и скоростью рекомбинации S
g
.
Очевидно , что если для переходных характеристик C(t) (рис. 6) построить
величину
2
)(
tC
C
dt
d
i
, которая пропорциональна G(t), в зависимости от 
                                       38

      Д ругой способ состоит в перестройке релаксационной кривой C(t) в
координатах [Ci / C(t)]2 = f(t) и граф ическом диф ф еренцировании
полученной зависимости. П араметры структуры NA и Ci определя ю тся
предварительно изравновесной В Ф Х.
      Т еория тепловы х генерационны х процессов даёт об щ ее вы раж ение
для потока неосновны х носителей заря да (34), вклю чаю щ ее в себ я
параметры об ъ ёмны х и поверхностны х генерационны х центров (τg,Sg), а
такж ехарактеристики процессадиф ф узии (Dn,Ln).
      О чевидно, что если приравня ть экспериментальны й темп генерации
(13) к полному потоку неосновны х носителей в слой О П З (34)

                                  (       )       (       )
                              2
        ε ε N          C  Wn                                      D n2
     − 0 S A d  i  = i 1 + 4W + ni S g 1 + 4W + n i ,                        (38)
          2Ci dt  C (t )           τg     a                  a    Ln N A
то из анализа и сравнения экспериментальны х и теоретических
зависимостей мож но определить доминирую щ иемеханизмы генерации, а
такж е оценить указанны е вы ш е генерационно-рекомб инационны е и
диф ф узионны е параметры . О днако об щ ее теоретическое вы раж ение (38)
слож но для анализа, поэтому на практике об ы чно применя ю т различны е
упрощ ения и аппроксимации. Рассмотрим дальнейш ий алгоритм
об раб отки экспериментальны х данны х, предлож енны й Ц ерб стом (метод
переклю чения изоб огащ ения в инверсию ) напримере кремниевой М Д П -
структуры , для которой                 при комнатной температуре основны ми
механизмами релаксации инверсионного слоя я вля ю тся об ъ ёмная и
поверхностная генерации под управля ю щ им электродом.
       В качестве об ъ емного темпа генерации в О П З, согласно (17) и (36),
мож но взя ть вы раж ение
                                                          n ε ε C         
             G0 (t ) = i ∆W (t ) = i [W (t ) − W∞ ] = i 0 S  ∞ − 1 .
                        n               n
                                                                               (39)
                       τg              τg                 τ g C∞  C (t ) 
Скорость поверхностной генерации дается ф ормулой (21).
     Т аким об разом, окончательны й результат для суммарного темпа
генерации в этом случаеимеет вид:
                                       n                     n ε ε C        
          G (t ) = Gs (t ) + G0 (t ) = i ∆W (t ) = ni S g + i 0 S  ∞ − 1     (40)
                                      τg                    τ g C∞  C (t ) 
или с учётом соотнош ения (13)
                          2
                C         C ni            C n        C       
          − d  i  =2 i             S g + 2 i i 1  ∞ − 1           (41)
            dt  C (t )  ε 0ε S N A        C∞ N A τ g  C (t ) 
П оследнее соотнош ение определя ет свя зь экспериментальны х значений
темпа генерации G(t) с временем τg и скоростью рекомб инации Sg.
О чевидно, что если для переходны х характеристик C(t) (рис. 6) построить
                      2
величину d  Ci  , которая пропорциональна G(t), в зависимости от
         dt  C (t ) 

Страницы