Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Промышленные производства -> Анохин В.3. -> "Практикум по химии и технологии полупроводников" -> 57

Практикум по химии и технологии полупроводников - Анохин В.3.

Анохин В.3., Гончаров Е. Г., Кострюкова Е. П., Маршакова Т. А. Практикум по химии и технологии полупроводников: учебное пособие — M.: «Высшая школа», 1978. — 191 c.
Скачать (прямая ссылка): poluprovodniki.djvu
Предыдущая << 1 .. 51 52 53 54 55 56 < 57 > 58 59 60 61 62 63 .. 81 >> Следующая


Качественно аналогичные процессы наблюдаются при изучении С — !/-характеристик МОП-структур на основе кремния р-типа (рис. 73, б). Разница заключается лишь в том, что обогащенная дырками область с максимальной емкостью наблюдается при отрицательном смещении на металлическом электроде, а область обеднения и инверсионная зона с электронной проводимостью — при положительном. Если бы в пограничном слое не существовала область пространственного заряда, генерируемая вакансиями в окисле, тогда в отсутствие смещения не наблюдался бы изгиб зон в пограничной области кремния (условие плоских зон). Это соответствует идеализированное случаю контакта бездефектного SiO2 с кремнием, не содержащими0'

126

рерхностных состояний. Именно при условии плоских зон в МОП-кон-денсаторе (в отсутствие смещения) и рассчитывается так называемая теоретическая С — !/-кривая. Емкость МОП-структуры определяется выражением (13.11). В области обогащения C0 Cs\ и выражение ПЗ.11) переходит в (13.9), т. е. емкость системы максимальна и практически полностью зависит от диэлектрических свойств SiO2. При инверсии, когда толщина слоя пространственного заряда в кремнии наибольшая, соблюдается условие Csi С C0 и выражение (13.11) трансформируется в (13.10), т. е. общая емкость минимальна и определяется, главным образом, емкостью области пространственного заряда в кремнии. В средней части С — !/-кривой (при обеднении поверхностного слоя) емкость МОП-структуры определяется из выражения

~^ Г2е1Юг(У-Умп) ПУЗ ' . <13Л2>

1 +

Nd*Sl 4iO

J

где С — фактическая емкость (функция); C0 — максимальная емкость при обогащении (C0 = eSios/dsio2); єао2 и eSi — диэлектрические постоянные; V — приложенное смещение (аргумент); <рмп — контактная разность потенциалов в системе; Nd — концентрация доноров в кремнии; dsios — толщина слоя окисла.

В реальном случае изгиб зон в полупроводнике при отсутствии смещения может определяться не только кислородными вакансиями в окисле, но и положительными ионами примеси в нем. Поэтому экспериментально полученная С— !/-кривая смещена относительно теоретической в сторону отрицательных значений потенциала, т. е. для обеспечения условия плоских зон необходимо приложить дополнительное отрицательное смещение, компенсирующее положительный изгибающий зоны заряд в окисле (рис. 74). Величина этого смещения AVVB(flat bands — плоские зоны) позволяет оценить суммарный положительный заряд Q11 на границе раздела Sl-*—SiO2:

A^b= "7^-+%.«.- • (13.13)

Пренебрегая значением контактной разности потенциалов! получим'

' ^ Qss = WFB^o- - (13.14)

Для определения плотности, поверхностных состояний Nss используется соотношение

Nss = Qss/eS, (13.15)

Гд? е — элементарный электрический заряд;- S — площадь металлического контакта. . .

С"о— !/-Кривые могут быть получены лишь при достаточно вьіт 00KoH частоте сигнала, когда период колебаний намного меньше вре--*^ни жизни неосновных носителей в инверсионном слое. Для кремния 0 условие соблюдается при частотах, превышающих примерно

І27

100 кГц. При меньших частотах за счет рекомбинации неосновных но. сителей инверсионный слой не образуется, и емкость МОП-кондєц. сатора при этом так же, как й при обогащении, определяется слоем диэлектрика (рис. 75, кривая /). Характер изменения емкости в области обогащения и обеднения одинаков при измерении на вы. соких и низких частотах. Условия, препятствующие образованию ин. версионного слоя, возможны и при неудовлетворительном качестве окисла, когда через слой диэлектрика возможен поток электронов от

/7-Si

0/C0

1%Л

а

P-Sl










л


\



¦А

Рис. 74. Смещение экспериментальной С—F-кривой МОП-структуры (2) относительно теоретической (/), обусловленное влиянием поверхностных состояний: а — для кремния п-типа; б — для кремния р-типа

-V



Рис. .75. С— V-кри-вые МОП-структуры (кремний п-типа):

/ — измерение на низких частотах; 2 — иа высоких частотах; S —при наличии значительных утечек тока через окисел

металлического контакта (значительные токи утечки). Эти электроны, попадая в полупроводник, способствуют расширению области пространственного заряда в кремнии, в результате чего емкость при увеличении отрицательного смещения (для n-Si) все время уменьшается (рис. 75, кривая S).

Для четкого и полного выявления С — V-кривой необходимо соблюдать ряд условий. Чем выше концентрации носителей в кремниевой подложке (чем меньше ее сопротивление), тем более тонким должен быть слой диэлектрика. Так,, с использованием кремния, сопротивление которого порядка 1—4 Ом-см, максимальная толщина слоя SiO2 не должна превышать 0,15 -г- 0,20 мкм. В противном случае невозможно наблюдать область обеднения и инверсии на С — V-x* рактеристике. Если желательно исследовать свойства более толсты* пленок SiO2 (до 0,5 мкм), то необходимо в качестве подложки использовать кремний с высоким удельным сопротивлением (100—200 Ом-см)-

Помимо величин заряда Qss и плотности поверхностных со-стояний^ для технологии приборов большое значение имеет и стабильность этих параметров при термополевом (T — E) воздействий, т. е. при отжиге с одновременным приложением смещения. Оценка стабильности заряда производится на основании повторного снй; тия С — V-кривой МОП-структуры после ее выдержки при 150—200
Предыдущая << 1 .. 51 52 53 54 55 56 < 57 > 58 59 60 61 62 63 .. 81 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама