ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
40
величины [C
∞
/C(t)-1], которая пропорциональна ∆W(t) , то получим
графики Цербста (см . рис. 7), имеющие прямолинейные участки.
Наклоны этих участков зависят от величины τ
g
, а отсечки по оси
ординат, получаемые экстраполяцией этих линейных участков ,
определяются значениями S
g
.
Оценка величины времени релаксации инверсионного слоя T
inv
может быть получена рассмотрением времени, необходимого для
нейтрализации неподвижного заряда акцепторов в пределах обеднённой
области за счет тепловой генерации внутри неё . Если допустить , что
общий заряд в полупроводнике остаётся неизменным, тогда каждый
свободный носитель, образующийся в области обеднения за счёт
тепловой генерации, будет уменьшать неподвижный заряд в области
обеднения . За время T
inv
свободные носители нейтрализуют область
обеднения шириной W. Следовательно ,
GT
inv
W = N
A
W. (42)
Тогда, используя выражение (12) G = n
i /
τ
g
, получаем
g
i
AA
inv
n
N
G
N
T τ==
. (43)
Оценим величину T
inv
для кремниевой МДП-структуры с
концентрацией акцепторов N
A
= 10
15
см
-3
. Так как при комнатной
температуре для кремния n
i
=1,5
.
10
10
см
-3
, то T
inv
больше τ
g
примерно на
пять порядков величины . Для достаточно хорошо обработанных
образцов кремния τ
g
имеет значение порядка 1-10 мкс. Таким образом ,
T
inv
равно примерно 1 секунде. Если при подготовке кремниевого образца
и при последующих технологических операциях приняты
соответствующие меры , можно достичь того, что время релаксации
будет порядка нескольких минут.
Для других МДП-структур, например, структур на основе германия ,
уже при комнатной температуре диффузия неосновных носителей из
квазинейтрального объёма может преобладать над механизмом
поверхностной генерации. В этом случае из наклона экспериментального
графика Цербста определяется объёмное генерационное время τ
g
, а по
отсечке на оси ординат- диффузионный поток неосновных носителей j
диф
и соответствующие диффузионные параметры (отношение D
n
/L
n
).
Недостатки и ограничения метода Цербста связаны с
пренебрежением влиянием перезарядки поверхностных состояний .
40
величины [C∞ /C(t)-1], которая пропорциональна ∆W(t) , то получим
граф ики Ц ерб ста(см. рис. 7), имею щ ие пря молинейны е участки.
Н аклоны этих участков завися т от величины τg , а отсечки по оси
ординат, получаемы е экстраполя цией этих линейны х участков,
определя ю тся значения ми Sg .
О ценка величины времени релаксации инверсионного слоя Tinv
мож ет б ы ть получена рассмотрением времени, необ ходимого для
нейтрализации неподвиж ного заря да акцепторов в пределах об еднённой
об ласти за счет тепловой генерации внутри неё. Е сли допустить, что
об щ ий заря д в полупроводнике остаётся неизменны м, тогда каж ды й
своб одны й носитель, об разую щ ийся в об ласти об еднения за счёт
тепловой генерации, б удет уменьш ать неподвиж ны й заря д в об ласти
об еднения . За время Tinv своб одны е носители нейтрализую т об ласть
об еднения ш ириной W. Следовательно,
GTinvW = NAW. (42)
Т огда, используя вы раж ение(12) G = ni / τg , получаем
NA NA
Tinv = = τ . (43)
G ni g
О ценим величину Tinv для кремниевой М Д П -структуры с
концентрацией акцепторов NA = 1015 см -3. Т ак как при комнатной
температуре для кремния ni=1,5.1010 см -3, то Tinv б ольш е τg примерно на
пя ть поря дков величины . Д ля достаточно хорош о об раб отанны х
об разцов кремния τg имеет значение поря дка 1-10 мкс. Т аким об разом,
Tinv равно примерно 1 секунде. Е сли при подготовке кремниевого об разца
и при последую щ их технологических операция х приня ты
соответствую щ ие меры , мож но достичь того, что время релаксации
б удет поря дканескольких минут.
Д ля других М Д П -структур, например, структур на основе германия ,
уж е при комнатной температуре диф ф узия неосновны х носителей из
квазинейтрального об ъ ёма мож ет преоб ладать над механизмом
поверхностной генерации. В этом случае из наклона экспериментального
граф ика Ц ерб ста определя ется об ъ ёмное генерационное время τg , а по
отсечкенаоси ординат- диф ф узионны й поток неосновны х носителей jдиф
и соответствую щ ие диф ф узионны епараметры (отнош ениеDn /Ln ).
Н едостатки и ограничения метода Ц ерб ста свя заны с
пренеб реж ением влия нием перезаря дки поверхностны х состоя ний.
