Электрические параметры биполярных и полевых структур. Петров Б.К - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

38
кремнием , либо избыточным (потерявшим один электрон ) кислородом в
приповерхностном слое SiO
2
. Заряд подвижных ионов Q″
SiO2
положительных
ионов калия, натрия может перемещаться при повышенных температурах
( Т >100°С) и наличии электрического поля. Для того чтобы нагляднее
представить влияние заряда Q
SiO2
=Q′
SiO2
+Q″
SiO2
, рассмотрим простой случай ,
когда положительный заряд с плотностью Q
SiO2
заключен внутри окисла в
плоскости х = х
1
(рис. 4).
Заряд Q
SiO2
в плоскости х
1
будет наводить отрицательные заряды на
внутренней плоскости затворного электрода Q
з
<0 и в p
+
-Si-подложке в виде
обедненного слоя из отрицательно заряженных акцепторов толщиной х
а
-d
SiO2
.
Тогда в части слоя SiO
2
(0≤x≤x
1
) будет существовать постоянное поле Е
1
:
2
0
2
0
2
0
2
1
2
||
2
||
2
SiO
a
SiO
з
SiO
SiO
QQQ
E
εεεεεε
+−−=
. (17)
В области (х
1
≤х≤d
SiO2
) слоя SiO
2
также будет существовать постоянное
положительное поле Е
2
>0, определяемое по формуле:
2
0
2
0
2
0
2
2
2
||
2
||
2
SiO
з
SiO
a
SiO
SiO
QQQ
E
εεεεεε
−+=
, (18)
где Q
a
=-qN
as
L
обед . сл
( ψ
s
), а
as
sSi
sслобед
qN
L
ψεε
ψ
0
.
2
)( =
(19)
Q
Q
з
-
--
--
-
-
-
+
+
+
+
+
Q
SiO2
0
0
x
1
x
1
x
a
x
a
d
SiO2
d
SiO2
x
x
SiO
2
SiO
2
M
M
p-Si
+
p-Si
+
акцепторы
E
Рис. 4. Распределение заряда (а)
и электрического поля (б) в
структуре M-SiO-p-Si при
наличии заряда в окисле QSiO
и нулевом напряжении на
затворе
з 2
+
2
а)
б)
электроны
                                                 38

крем нием , либо избы точны м (потерявш им од ин э лектрон) кислород ом в
приповерхностном слое SiO2. Заряд под виж ны х ионов Q″ SiO2 полож ительны х
ионов калия, натрия мож ет перем ещ аться при повы ш енны х тем пературах
(Т >100°С) и налич ии э лектрического поля. Д ля того ч тобы нагляд нее
пред ставить влияние заряд а QS iO2 =Q′SiO2+Q″ SiO2 , рассм отрим простой случай ,
ког д а полож ительны й заряд с плотностью QS iO2 заклю чен внутри окисла в
плоскости х=х1 (рис. 4).
         Заряд QSiO2 в плоскости х1 буд ет навод ить отрицательны е заряд ы на
внутренней плоскости затворного э лектрод а Qз <0 и в p+ -Si-под лож ке в вид е
обед ненног о слоя из отрицательно заряж енны х акцепторов толщ иной ха-dSiO2.
Т ог д а вчасти слоя SiO2 (0≤x≤x1) буд етсущ ествоватьпостоянноеполеЕ 1 :

         Q
                    + QSiO2
                    +
                    +
                               акцепторы
                    +
       0            +  dSiO2      xa
                                                  а)
        -          x1     - - - -     x
        -                                              Рис. 4. Распред елениезаряда (а)
     Qз -    электроны
        -                                               и электрического поля (б) в
                SiO2             p+ -Si                структуреM з-SiO2-p+-Si при
     M                                                 наличии заряд а вокислеQSiO2
                                                       и нулевом напряж ении на
      E                                                 затворе
                                                 б)

         0          x1
                            dSiO2         xa x

    M           SiO2             p+-Si

                Q SiO 2       | Qз |       | Qa |
      E1 = −               −            +             .                        (17)
               2ε 0 ε SiO 2 2ε 0 ε SiO 2 2ε 0 ε SiO 2
     В области (х1≤х≤d SiO2) слоя SiO2 такж е буд ет сущ ествовать постоянное
полож ительноеполеЕ 2 >0, опред еляем оепо ф орм уле:
              QSiO 2        | Qa |       | Qз |
      E2 =               +            −            ,                           (18)
             2ε 0 ε SiO 2 2ε 0 ε SiO 2 2ε 0ε SiO 2
      гд еQa =-qNasLобед .сл(ψ s), а
                             2ε 0ε Siψ s
      Lо б ед.сл (ψ s ) =                                                      (19)
                               qN as

Страницы