ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
44
удельная емкость тонкого затворного окисла, ε
0
=8,85⋅10
-14
Ф /см ,
ε
SiO2
=3,85, V
зи
– заданное положительное напряжение затвор- исток, V
пор
–
пороговое напряжение затвор-исток, при котором образуется инверсионный
слой (канал), определяемое по формуле
22
2
0
4
2
з SiO
BaSi
B
з SiO
SiO
Sipмпор
C
qN
C
Q
V
ψεε
ψϕ ++−=
−−
. (3)
В формуле (3) ϕ
м -p-Si
– к.р.п. между металлом затвора и диффузионным p-
слоем истоковых ячеек (для реальных сильнолегированных поликремниевых
p
+
-затворов и концентрации акцепторов в p
+
-диффузионном слое N
aз
=(3÷8)⋅10
16
см
-3
ϕ
p+-p+Si
≈ 0,20В ≈ 0 [1]), Q
SiO2
=q(1÷3)⋅10
11
Кл/см
2
– заряд положительных
ионов Na
+
,Ka
+
,H
+
, всегда присутствующих в термически выращенном окисле,
0
|)(
)0(
ln
xxFi
i
B
EE
n
xp
kTq
>
−=
=
=ψ , где х
0
– толщина обедненного
слоя под поверхностью диффузионной p-области (см . рис 2), ψ
S
=2ϕ
B
=(E
i
(x>x
0
)-
E
i
(x=0))/q – поверхностный потенциал в p-области , при котором наступает
сильная инверсия (n(x=0)=p(x=0)).
Дрейфовая скорость насыщения электронов в объеме n-кремния зависит
от температуры по формуле [1]:
600
7
.
8,01
104,2
T
обse
e
V
+
⋅
=
, см / с. (4)
исток
исток
сток
n-каналы
n-каналы
y
x
затвор
SiO
2
Al
Al
n
+
n
+
n
+
n
+
траектории
движения
электронов
p
+
p
+
n-Si
n-Si
+
ψ=+U
зс
ψ
=U
зи
Рис. 2. Поперечное сечение части мощного ВЧ МОП-транзистора
с индуцированным n-каналом и вертикальной структурой (изображены
две истоковые ячейки)
p-поликремний
+
44 уд ельная ем кость тонког о затворног о окисла, ε0 =8,85⋅10-14 Ф /см , εSiO2=3,85, Vзи – зад анное полож ительное напряж ение затвор-исток, Vпор – пороговое напряж ение затвор-исток, при котором образуется инверсионны й слой (канал), опред еляемоепо ф орм уле Q SiO2 4ε 0 ε Si qN aψ B Vп о р = ϕ м − p − Si − + 2ψ B + . (3) C з SiO2 C з SiO2 В ф орм уле(3) ϕм -p-Si – к.р.п. м еж д у м еталлом затвора и д иф ф узионны м p- слоем истоковы х яч еек (д ля реальны х сильнолегированны х поликрем ниевы х + + 16 p -затворов и концентрации акцепторов вp -д иф ф узионном слоеNaз=(3÷8)⋅10 см -3 ϕp+-p+Si≈ 0,20В ≈ 0 [1]), QSiO2 =q(1÷3)⋅1011 К л/см 2– заряд полож ительны х ионовNa+ ,Ka+ ,H+, всегд а присутствую щ их втерм ически вы ращ енном окисле, p ( x = 0) qψ B = kT ln = ( Ei − E F ) | x > x0 , гд е х0 – толщ ина обед ненного ni слоя под поверхностью д иф ф узионной p-области (см . рис 2), ψ S =2ϕB=(Ei(x>x0)- Ei(x=0))/q – поверхностны й потенциал в p-области, при котором наступает сильная инверсия (n(x=0)=p(x=0)). ψ=Uзи затвор n-каналы исток исток n-каналы p+-поликрем ний Al SiO2 Al n+ p+ n+ n+ p+ n+ y траектории д виж ения электронов n-Si n+-Si x ψ=+Uзс сток Рис. 2. Поперечноесечениечасти м ощ ного В Ч М О П-транзистора синд уцированны м n-каналом и вертикальной структурой (изображ ены д веистоковы еячей ки) Д рей ф овая скорость насы щ ения э лектронов в объем е n-крем ния зависит оттемпературы по ф орм уле[1]: 2,4 ⋅10 7 V se.о б = T , см /с. (4) 1+ 0,8e 600