4 / 12
Анализ сдвига проходных характеристик МДП-транзистора
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 1
7
Кроме
того,
ввиду
примерно
линейной
зависимости
напряжения
на
затворе
развертка поверхностного потенциала,
которая
составляет
около
160 мВ/с, про-
ходит
довольно
быстро
так же
как, и
развертка напряжения на
затворе
от
акку-
муляции
до
инверсии
во
время
обычных
измерений
I
d
–
V
g
.
В
соответствии
со
статистикой Шокли —
Рида —
Холла
зарядку
ловушек при инверсии
описыва-
ют
следующим выражением
[11]:
1
, ,
,
,
, ,
,
t
t
s
th
n E x t
N E x n E x t n E x V
t
(1)
где
n
t
(
E, x, t
) — концентрация ловушек в оксиде при энергии
E
и расстоянии
x
от поверхности раздела Si–SiO
2
, заполненных неосновными носителями заряда
за время
t
;
N
t
(
E, x
),
(
E, x
) — концентрация и сечение захвата ловушек;
n
s
—
концентрация неосновных носителей заряда;
V
th
—
тепловая скорость неоснов-
ных носителей заряда. Согласно уравнению (1), эффективность захвата медлен-
ных приграничных ловушек низка, когда поверхностная концентрация неос-
новных носителей заряда мала, т. е. при слабой инверсии. Учитывая большую
константу времени медленных приграничных ловушек [2], логично предполо-
жить, что при нормальных условиях измерений
I
d
–V
g
большинство пустых мед-
ленных приграничных ловушек (подразумеваются медленные приграничные
ловушки, заряженные основными носителями заряда) сохраняют зарядовое со-
стояние неизменным в подпороговой области.
Приведенное предположение может быть проверено изучением кривых
I
d
(
V
g
)
в подпороговой области. Результаты экспериментов показывают, что две после-
довательно снятых зависимости
I
d
(
V
g
) практически параллельны друг другу
(рис. 2), т. е. результат соответствует ожиданиям. В эксперименте напряжения на
стоке и подложке составляли
V
d
= 0,1 В и
V
sub
=
0,1 В. Учитывая большую констан-
ту времени, которая характерна для этих медленных приграничных ловушек, лю-
бые неосновные носители заряда, заполняющие рассматриваемые ловушки во
время первого измерения
I
d
(
V
g
), наиболее вероятно должны остаться там на дол-
гое время. Если заполнение пустых медленных приграничных ловушек произой-
дет в подпороговой области, то подпороговый угол наклона будет уменьшаться.
Это связано с тем, что захват неосновных носителей заряда поглотит большую
часть неосновных носителей заряда в слое слабой инверсии. Однако, когда эти
медленные приграничные ловушки заполняются неосновными носителями заря-
да, с одной стороны, число доступных пустых медленных приграничных ловушек
будет уменьшаться, а с другой, захваченные неосновные носители заряда будут
прикладывать локальное электрическое поле к поверхности раздела Si–SiO
2
, что
препятствует дальнейшей инжекции в подзатворный диэлектрик неосновных
носителей в канале [12]. Это означает, что гораздо меньшее число неосновных
носителей заряда может быть проинжектировано в подзатворный диэлектрик и
быть захвачено при последующих измерениях
I
d
–V
g
. Изложенное подтверждается