Электрические параметры биполярных и полевых структур. Петров Б.К - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

39
Если поверхностный потенциал ψ
s
> ψ
B
, то помимо заряженного слоя из
акцепторов следует учитывать еще электронный заряд в тонком инверсионном
слое Q
n
(ψ
s
)<0, т.е. в формулах (17), (18) надо использовать сумму величин
Q
a
+Q
n
. Потенциал ψ ( х ) в области обедненного слоя изменяется с координатой х
по параболическому закону [7]:
2
.
2
)(
1)(
−
−=
s слобед
SiO
s
L
dx
x
ψ
ψ
ψ
при d
SiO2
≤x≤x
a
, (21)
а поле в обедненном слое E
обед . сл
=-dψ(x)/dx изменяется по линейному
закону
−
−=
)(
1
)(
2
.
2
.
.
sслобед
SiO
sслобед
s
сдобед
L
dx
L
E
ψψ
ψ
. (22)
С помощью формул (17) и (18) найдем падение напряжения на участках
окисла 0<x<x
1
и x
1
<x<d
SiO2
:
∫
−+−==
1
0
20
1
211
2
|)|||()(
x
SiO
aзSiO
x
QQQdxxEV
εε
, (23)
∫
−
−+==
2
1
20
12
222
2
|]|||[)(
SiO
d
x
SiO
SiO
зaSiO
xd
QQQdxxEV
εε
. (24)
При отсутствии внешнего напряжения между затворным электродом М
з
и
p
+
-Si-подложкой сумма падений напряжений V
1
+V
2
в диэлектрике SiO
2
должна
равняться нулю :
[
]
0)|](|||[||||
1221221
=
−
−
+
+
−
+
−
=
+
xdQQQxQQQVV
SiOзaSiOa з SiO
. (25)
Из уравнения (25) следует, что при x
1
→0 (в непосредственной близости
от электрода М
з
)
||||
2 зaSiO
QQQ
=
+
.
Поскольку заряд на затворном электроде не может превысить заряд ионов
Q
SiO2
в плоскости х
1
, то Q
a
=0,
2
||
SiOз
QQ
=
. (26)
Следовательно, при расположении ионного слоя в непосредственной
близости от электрода М
з
наведенный отрицательный заряд акцепторов в p
+
-
подложке отсутствует.
При х
1
=0,5d
SiO2
из (25) получаем |Q
a
|=Q
з
.
Поскольку напряженность поля на границе обедненного слоя х =х
а
должна
равняться нулю , то
0
2
||
2
||
2
)(
0
0
0
2
=−−==
Si
з
Si
a
Si
SiO
a
QQQ
xxE
εεεεεε
и Q
SiO2
=|Q
a
|+|Q
з
|=2|Q
a
|. 
                                                       39

      Е сли поверхностны й потенциал ψ s> ψB, то пом им о заряж енного слоя из
акцепторовслед уетуч иты вать ещ е э лектронны й заряд в тонком инверсионном
слое Qn(ψ s)<0, т.е. в ф орм улах (17), (18) над о использовать сум м у велич ин
Qa+Qn . Потенциалψ(х) вобласти обед ненного слоя изм еняется скоорд инатой х
по параболическом узакону [7]:
                                              2
                           x − d SiO 2 
      ψ ( x ) = ψ s  1−                   при d SiO2≤x≤xa,                  (21)
                         Lо б ед.сл (ψ s 
                                         )
     а поле в обед ненном слое Eобед .сл=-dψ(x)/dx изм еняется по линей ном у
закону
                            2ψ s             x − d SiO 2 
      E о б ед.сд =                         −
                      Lо б ед.сл (ψ s )  Lо б ед.сл (ψ s ) 
                                          1                     .               (22)

     С пом ощ ью ф орм ул (17) и (18) най д ем пад ение напряж ения на участках
окисла 0

Страницы