Методы расчета ионно-имплантированных структур. Быкадорова Г.В - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

18
сводится к нахождению отношения минимальной к максимальной
емкостей эквивалентной структуры с равномерным распределением примеси ,
обеспечивающей равное число ионизированных примесей при равной ширине
обедненного слоя полупроводника. В модели разность работ выхода между
металлом и полупроводником , а также заряд на границе SiO
2
-Si полагаются
равными нулю, поскольку они приводят к сдвигу C-V характеристики вдоль оси
напряжений и изменению дифференциальной емкости . Отношение же
минимальной к максимальной емкости зависит только от уровня легирования
полупроводника.
Отношение C
min
/C
max
высокочастотной C-V характеристики в случае
равномерно легированной подложки есть
2
1
2
Sia
Ќ
SiO0
max
min
deN
U2
1
C
C
G
2
−
ε
εε
+==
, (1)
где G - параметр, равный отношению C
min
/C
max
(C
max
= C
ox
); ε
0
- диэлектрическая
проницаемость вакуума;
ε
SiO
2
- диэлектрическая проницаемость окисла;
ε
Si
-
диэлектрическая проницаемость кремния; е - заряд электрона; N
a
- концентрация
примесных носителей заряда в полупроводнике; d - толщина окисного слоя;
U
З
-
напряжение на затворе, соответствующее максимальной ширине обедненного
слоя W и равное
U
qNWqNW
C
з
a
Si
a
ox
=+
2
0
2εε
.
При напряжении на затворе U
з
емкость структуры минимальна и
соотношение (1) позволяет рассчитать параметр G. Число ионизированных
примесей в области обеднения под затвором равно Q и есть интеграл
.dx)x(NQ
dW
d
a
∫
+
=
(2)
Соответственно, средняя концентрация в приповерхностном слое будет равна
W
Q
N
a
= . (3)
C учетом равенства
a
SiSi0
qN
U2
W
εε
= , (4) 
                                                  18
сводится к нахождению отношения         минимальной     к    максимальной
емкостей эквивалентной структуры с равномерным распределением примеси,
обеспечивающей равное число ионизированных примесей при равной ширине
обедненного слоя полупроводника. В модели разность работ выхода между
металлом и полупроводником, а также заряд на границе SiO2-Si полагаются
равными нулю, поскольку они приводят к сдвигу C-V характеристики вдоль оси
напряжений и изменению дифференциальной емкости. Отношение же
минимальной к максимальной емкости зависит только от уровня легирования
полупроводника.
    Отношение Cmin/Cmax высокочастотной C-V характеристики в случае
равномерно легированной подложки есть

                                                                −1
                        C          � 2ε0 εSiO 2 U Ќ             �    2

                     G = min      =�1 +                         �
                        C max      �    eN a εSi d 2            �        ,   (1)
                                   �                            �

где G - параметр, равный отношению Cmin/Cmax (Cmax = Cox); ε0 - диэлектрическая
проницаемость вакуума; εSiO - диэлектрическая проницаемость окисла; εSi -
                             2

диэлектрическая проницаемость кремния; е - заряд электрона; Na - концентрация
примесных носителей заряда в полупроводнике; d - толщина окисного слоя; U З -
напряжение на затворе, соответствующее максимальной ширине обедненного
слоя W и равное

                     qN a W 2 qN a W
                Uз =          +      .
                      2εSi ε0   Cox

    При напряжении на затворе Uз емкость структуры минимальна и
соотношение (1) позволяет рассчитать параметр G. Число ионизированных
примесей в области обеднения под затвором равно Q и есть интеграл
                                     W +d

                                 Q = ∫N a ( x )dx.                            (2)
                                       d



Соответственно, средняя концентрация в приповерхностном слое будет равна
                                      Q
                                Na = .                                   (3)
                                     W

C учетом равенства
                                            2 ε 0 ε Si U Si
                                 W =                        ,                 (4)
                                                 qN a

Страницы