7 / 12
В.Е. Драч
10
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 1
ется константой в подпороговой области. Другими словами, не происходит су-
щественной зарядки медленных приграничных ловушек в указанной области. У
кривой ТСПХ после нормализации наблюдается плато (см. рис. 3,
a
), т. е. боль-
шинство медленных приграничных ловушек не заряжается неосновными носи-
телями заряда в подпороговой области.
Анализ линейной области.
В линейной области концентрация поверх-
ностных неосновных носителей заряда превосходит концентрацию основных
носителей в объеме [9]. Инверсный канал формируется между истоком и сто-
ком неосновными носителями заряда, концентрация которых на несколько по-
рядков превышает концентрацию для кремния, когда речь идет о подпороговой
области. Следовательно, согласно статистике Шокли — Рида — Холла, в линей-
ной области достаточное число неосновных носителей заряда гарантирует, что
пустые медленные приграничные ловушки будут заряжены.
При сильной инверсии заряд инверсионного слоя имеет выраженную экс-
поненциальную зависимость от поверхностного потенциала [9]:
2
0
2
.
t
t
V
i
si
b t
Q
qN V e
Это означает, что небольшое увеличение поверхностного потенциала влечет
значительное увеличение заряда инверсионного слоя, т. е. поверхностных неос-
новных носителей заряда и, таким образом, тока стока.
Основываясь на изложенном выше, можно детально рассмотреть ТСПХ
(кривая
3
, рис. 3,
б
) и две последовательно измеренные проходные характери-
стики
I
d
– V
g
(кривые
1
и
2
, см. рис. 3,
б
) в линейной области; напряжения на
стоке и подложке составляли
V
d
= 0,1 В и
V
sub
= 0,1 В. В линейной области ТСПХ
(Δ
I
d
, TC
) монотонно убывает после достижения пикового значения; это происхо-
дит, когда две последовательно снятых кривые
I
d
–V
g
начинают сходиться. При дальнейшем
сравнении ТСПХ с крутизной
g
m
двух последо-
вательно измеренных характеристик тока сто-
ка (рис. 4), для которого напряжение на стоке
составляло
V
d
= 0,1 В, подложка была заземле-
на. Во-первых, крутизна
g
m
,
2
второй характе-
ристики
I
d
– V
g
превосходит крутизну
g
m
,
1
пер-
вой характеристики
I
d
–V
g
в некоторой точке,
лежащей выше порогового напряжения, во-
вторых максимальное значение ТСПХ нахо-
дится строго в точке пересечения кривых кру-
тизны измеренных характеристик.
Ранее уже рассмотрена зарядка медленных
приграничных ловушек неосновными носите-
лями заряда в канале и ее вклад в сдвиг про-
Рис. 4.
Сравнение крутизны
g
m,
1
(
1
),
g
m
,2
(
2
) и ТСПХ (
3
) 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