Сборник задач по микрооптоэлектронике. Гуртов В.А - 7 стр.

5. МДП-структуры
5.1. Рассчитать дебаевскую длину экранирования в кремнии с удельным со-
противлением ρ = 15 Ом⋅см и сравнить с глубиной проникновения электриче-
ского поля, Т = 300 K.
5.2. Рассчитать и сравнить дебаевские длины экранирования LD в собствен-
ных полупроводниках – кремнии Si, германии Ge, арсениде галлия GaAs, ан-
тимониде индия InSb при комнатной температуре.
5.3. Рассчитать объемную концентрацию электронов и дырок на поверхности
ns, ps для n-Si c ρ = 1 Ом⋅см при значениях поверхностного потенциала
ψs = 0,3 В; –0,2 В, –0,5 В, –0,9 B. Определить состояние поверхности.
5.4. Найти величину заряда Qsc и емкости Csc ОПЗ кремния марки КДБ–10 при
значениях поверхностного потенциала ψs, равных ψs = 0; φ0, 2φ0.
5.5. Найти в классическом случае среднее расстояние λc, на котором локали-
зованы свободные электроны в инверсионном канале в p-Si с сопротивлением
                                                3
ρ = 0,1 Ом.см при поверхностном потенциале ψ s = ϕ0 при температурах
                                                      2
Т = 300 K и Т = 77 К.
5.6. Оценить дебройлевскую длину волны электронов для кремния Si, герма-
ния Ge, арсенида галлия GaAs и антимонида индия InSb при комнатной
T = 300 К и азотной Т = 77 К температурах.
5.7. Рассчитать энергию дна первых трех квантовых подзон в n-Si при значе-
нии ψ s = 2ϕ0 и при NA = 1016 см-3. Найти среднюю область локализации lc
электрона от поверхности на каждом из этих уровней и полное число элек-
тронов Ni в подзонах Т = 77 К.
5.8. Рассчитать, чему равен заряд поверхностных состояний Qss при значени-
ях поверхностного потенциала: ψ s = 0; ψ s = ϕ0 ; ψ s = 2ϕ0 для кремния p-типа
при Т = 300 К с уровнем легирования NA = 1·1018 см-3. Поверхностные состоя-
ния распределены равномерно по зоне с плотностью Nss = 2.1012 см-2·эВ-1.
Сравнить заряд Qss с соответствующим зарядом Qsc ОПЗ.
5.9. В запрещенной зоне n-Si с ρ = 7,5 Ом.см имеются моноэнергетические
поверхностные состояния (ПС) с концентрацией Ns = 8.1012 см-2 и сечением
захвата σt = 10-16 см2, расположенные на Et = 0,45 эВ выше середины запре-
щенной зоны. Рассчитать постоянную времени ПС τ, эквивалентную последо-
вательную емкость Cs и сопротивление Rs при обогащающем изгибе зон ψs,
когда уровень Ферми совпадает с положением уровня ПС, Т = 300 К.
5.10. Чему равна плотность поверхностных состояний Nss в МДП-структуре
p-Si – Si3N4 – Si(п/к) в состоянии плоских зон, если уровень легирования под-
ложки NA = 1,5·1015 см-3, площадь затвора S = 0,5 мм2, толщина нитрида крем-



                                                                            7