阈值电压学习教案.ppt
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPT 页数:26 大小:1.5MB 金币:10 举报 版权申诉
预览加载中,请您耐心等待几秒...

阈值电压学习教案.ppt

阈值电压学习教案.ppt

预览

免费试读已结束,剩余 16 页请下载文档后查看

10 金币

下载此文档

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

会计学反型层在漏源之间的导电通道(tōngdào),称为沟道。由于沿着垂直沟道方向上电子浓度不同,电导率不同。平均电导率表示为:沟道(ɡōudào)电导为:MOSFET阈值电压(diànyā)VTH是金属栅下面的半导体表面出现强反型、从而出现导电沟道时所需加的栅源电压(diànyā)。由于刚出现强反型时,表面沟道中的导电电子很少,反型层的导电能力较弱,因此,漏电流也比较小。在实际应用中往往规定漏电流达到某一值(如50μA)时的栅源电压(diànyā)为阈值电压(diànyā)。从使用角度讲,希望阈值电压(diànyā)VTH小一些好。阈值电压(diànyā)是决定MOSFET能否导通的临界栅源电压(diànyā),因此,它是MOSFET的非常重要参数。VG>VTH,才出现负的感应沟道(ɡōudào)电荷QI,则有阈值电压:三、实际(shíjì)MOS的C-V特性和阈值电压由于(yóuyú)金属-半导体功函数差导致空间电荷区能带向下弯曲使能带平直(pínꞬzhí),需在金属电极上加一负电压:根据上图,可得硅的修正(xiūzhèng)功函数:由于接触电势差的出现,使得平带状况所对应的外加偏压VG=0改变为VG=VG1。外加偏压VG的一部分VG1用于使能带平直(pínɡzhí),另一部分VG-VG1起到理想MOS系统的作用。实际系统的电容C作为VG-VG1的函数,与理想MOS系统的电容C作为VG的函数,在形式上是一样的。2、界面陷阱和氧化物电荷(diànhè)的影响界面陷阱电荷Qit,归功于Si-SiO2界面性质,并取决于界面的化学成分;在Si-SiO2界面上的陷阱,其能级(néngjí)位于硅禁带之内。界面态密度(单位面积陷阱数)和晶面取向有关。在(100)面界面态密度比(111)面的约少一个数量级,对于硅(100)面,Qit很低,约1010cm-2,即大约105个表面原子才有一个界面陷阱电荷,对于硅(111)面,Qit约为1011cm-2。氧比物固定电荷Qf位于Si-SiO2界面约3nm的范围内,这些电荷是固定的,在表面势大幅度变化时,它们不能充放电。Qf通常是正的,并和氧化、退火条件以及Si的晶面取向有关,经过仔细处理的Si-SiO2系统,(100)面的氧化层固定电荷密度的典型值为1010cm-2,(111)面的为5×1010cm-2。因为(100)面的Qit和Qf较低,故硅MOSFET一般(yībān)采用(100)晶面氧比物陷阱电荷Qot和二氧化硅缺陷有关(yǒuguān)。这些陷阱分布在二氧比硅层内;和工艺过程有关(yǒuguān)Qot大都可以通过低温退火来消除。可动离子电荷Qm(诸如钠离子和其他碱金属离子)在高温和高压下工作时,它们能在氧化层内移动;半导体器件在高偏置电压和高温条件下工作时的可靠性问题可能(kěnéng)和微量的碱金属离子沾污有关。在高偏置电压和高温条件下,可动离子随着偏置条件的不同可以在氧化层内来回移动,引起C-V曲线沿电压轴移动。因此,在器件制造过程中要特别注意可动离子沾污问题。(2)电荷对平带电压(diànyā)的影响显然(xiǎnrán),有:图6-13氧化层内薄层(báocénꞬ)电荷的影响图6-13氧化(yǎnghuà)层内薄层电荷的影响如果氧化层中正电荷(diànhè)连续分布,电荷(diànhè)体密度为ρ(x),则有:同理,如果已知氧化层内陷阱(xiànjǐng)电荷的体密度ρot(x)和可动离子电荷体密度ρm(x),则可以得到Qot和Qm,以及它们各自对平带电压的影响:取x=x0实际阈值电压影响(yǐngxiǎng)因素:4、实际MOS电容(diànróng)的C-V特性曲线内容(nèiróng)总结