Электрофизические методы исследования МДП-структур. Часть 2. Бормонтов Е.Н. - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

5
При |βψ
s
|<<1, разлагая экспоненты в выражении для функции
F(βψ
S
,λ) в ряд до квадратичных членов включительно, получим ее
аппроксимацию вблизи состояния плоских зон:
2
),0(F
1
s
−
+
=
λλ
βψλ
. (5)
Выражение (3) для емкости ОПЗ полупроводника приобретает в этом
случае следующий вид :
DЭ
So
Msc
L
CC
ε
ε
λλλ =+=
−
)(2),0(
1
, (6)
где
)(
2
00
2
0
1
pnq
kT
LL
S
DD Э
+
=
+
=
−
εε
λλ
(7)
есть эффективная длина экранирования в полупроводнике с данной
степенью легирования λ.
Приложенное к МДП- структуре напряжение V
g
делится между
диэлектриком и полупроводником , причем падение напряжения в
полупроводнике равно поверхностному потенциалу ψ
s
. Таким образом ,
Sig
VV ψ+=
. (8)
где V
i
- падение напряжения на слое диэлектрика, равное
iSCg
CQV −=
, (9)
а
SCi
SCi
CC
CC
C
+
=
(10)
есть полная ёмкость структуры , что соответствует последовательному
соединению емкости ОПЗ полупроводника C
SC
(3) и емкости слоя
диэлектрика
i
io
i
d
C
ε
ε
=
, (11)
где ε
i
- относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; d
i
-
его толщина.
Используя формулы (3) и (8) – (11), можно построить
низкочастотную ВФХ идеальной МДП-структуры (рис.1). 
                                         5

     П ри |βψs |<<1, разлагая экспоненты в вы раж ении для ф ункции
F(βψS ,λ) в ря д до квадратичны х членов вклю чительно, получим ее
аппроксимацию вб лизи состоя ния плоских зон:

                                             λ + λ−1
                     F ( 0 , λ ) = βψ s              .                   (5)
                                                2

В ы раж ение (3) для емкости О П З полупроводника приоб ретает в этом
случаеследую щ ий вид:
                                                              ε oε S
                    C sc (0, λ ) = C M 2( λ + λ −1 ) =
                                                               L DЭ ,    (6)


                                       2                ε 0 ε S kT
где                  L DЭ = L D              =                          (7)
                                    λ + λ −1         q 2 (n 0 + p 0 )

есть эф ф ективная длина экранирования в полупроводнике с данной
степенью легирования λ.
      П рилож енное к М Д П - структуре напря ж ениеVg делится меж ду
диэлектриком и полупроводником, причем падение напря ж ения в
полупроводнике равно поверхностному потенциалу ψs. Т аким об разом,

                                  V g = Vi + ψ S .                       (8)
гдеVi - падениенапря ж ения наслоедиэлектрика, равное

                               V g = − QSC C i ,                         (9)
а
                                       C i C SC
                              C=                                        (10)
                                      C i + C SC

есть полная ёмкость структуры , что соответствует последовательному
соединению емкости О П З полупроводника CSC (3) и емкости слоя
диэлектрика
                                         εoεi
                                  Ci =
                                          di ,                          (11)

где εi - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; di -
его толщ ина.
        И спользуя ф ормулы    (3) и (8) – (11), мож но построить
низкочастотную В Ф Х идеальной М Д П -структуры (рис.1).

Страницы