6 / 12
Анализ сдвига проходных характеристик МДП-транзистора
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 1
9
причем
,1
;
d
d s
I
I
,2
,
d
d s
s
I
I
где ΔΨ
s
— разность поверхностных
потенциалов для двух измерений
I
d
–V
g
, выполненных последовательно, т. е. раз-
ность, обусловленная зарядкой медленных приграничных ловушек;
eff
— эф-
фективная подвижность. Исключая из рассмотрения изменения значений μ
eff
, n
i
и
Ψ
s
под квадратным корнем, ТСПХ (
ΔI
d
, TC
) можно примерно представить в виде
2
2
,ТС
1
1 .
2
d
s
s
qV q
q
si
a
i
kT
kT
kT
d
eff
s
a
qN W kT n
I
e
e
e
L
q N
(2)
Согласно уравнению (2), если величина ΔΨ
s
остается неизменной, то ТСПХ
ΔI
d
,TC
будет возрастать экспоненциально от поверхностного потенциала ψ
s
(или
напряжения
V
g
), а в полулогарифмической системе координат ТСПХ
ΔI
d
, TC
будет иметь тот же наклон, как и кривые
I
d
(
V
g
). Если нормализовать ТСПХ
,ТС
(
)
d
I
делением величины Δ
I
d
, TC
на величину
I
d
,1
,
то получим
,ТС
,1
1 const.
s
q
d
kT
d
I
e
I
Величина ТСПХ после нормализации (Δ
I
d
, TC
) в подпороговой области
должна оставаться неизменной, если разность поверхностных потенциалов
(ΔΨ
s
) при первом и последующем измерениях
I
d
–V
g
является константой.
Приведенное утверждение подтверждают кривые, представленные на рис. 3,
a
:
у кривой
ΔI
d
,TC
/
I
d
,1
наблюдается плато в подпороговой области (кривая
3
).
В эксперименте напряжения на стоке и подложке составляли
V
d
= 0,1 В и
V
sub
= 0,1 В. В результате еще больше убеждаемся, что разность поверхностных
потенциалов (ΔΨ
s
) вследствие зарядки медленных приграничных ловушек явля-
Рис. 3.
Сдвиг проходных характеристик (
1
,
2
) и нормализованная ТСПХ (
3
)
в подпороговой (
а
) и в линейной (
б
) областях при F-N CCS@
J
g
= 5,71 мA/cм
2
в течение
10
4
с,
W/L
= 50/0,35 мкм/мкм,
V
d
= 0,1 В,
V
sub
= 0,1 В