8 / 12
Анализ сдвига проходных характеристик МДП-транзистора
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 1
11
ходных характеристик. Очевидно, что большая часть пустых приграничных ло-
вушек заряжается в подпороговой области при первом измерении
I
d
–V
g
. Кри-
вые, представленные на рис. 3,
б
и рис. 4, доказывают это утверждение, а точнее,
что большая часть пустых медленных приграничных ловушек заряжается неос-
новными носителями заряда в течение первого измерения
I
d
–V
g
(в линейной
области).
Можно сделать два вывода. Во-первых, ток стока снижается так же, как и
проходная проводимость во время первого измерения
I
d
–V
g
. С одной стороны,
действуя как ловушки на поверхности раздела, эти медленные приграничные ло-
вушки захватывают часть неосновных носителей заряда в канале, что незначи-
тельно уменьшает ток стока, а с другой, создают дополнительное локальное элек-
трическое поле по нормали к каналу после зарядки неосновными носителями за-
ряда. Местное электрическое поле снижает эффективное поле у границы раздела
Si–SiО
2
и немного уменьшает поверхностный потенциал, который в свою очередь
снижает заряд инверсионного слоя, а также скорость возрастания тока стока от
напряжения на затворе. По определению, крутизна выражается как
,
.
d sub
d
m
g V V
I
g
V
Крутизна в линейной области будет уменьшаться аналогично.
Во-вторых, ТСПХ (Δ
I
d
,TC
(
V
g
)) уменьшается с возрастанием напряжения
V
g
.
Вследствие сравнительно большой константы времени (по сравнению с констан-
той времени состояний на поверхности раздела) захваченные медленными при-
граничными ловушками неосновные носители заряда могут влиять на смещение
величин
I
d,
2
(
V
g
) вдоль оси напряжения
V
g
и на ТСПХ. Однако, когда медленные
приграничные ловушки постепенно «заполняются» в линейной области при пер-
вом проходе, величина
I
d
,1
(
V
g
) уменьшается и приближается к значению
I
d,
2
(
V
g
),
что приводит к уменьшению ТСПХ с увеличением напряжения
V
g
[7, 8]. Логично
предположить, что две кривые
I
d
(
V
g
) перекроют друг друга в линейной области,
если при втором измерении
I
d
–V
g
не произойдет дальнейшего заполнения мед-
ленных приграничных ловушек. При этом небольшое число медленных пригра-
ничных ловушек заряжается во время следующих проходов (разверток), что обу-
словливает дальнейший сдвиг характеристик
I
d
(
V
g
) вдоль оси
V
g
[7].
Следует отметить, что максимальное значение ТСПХ располагается не строго
на границе сильной инверсии, как можно было бы ожидать. Оно располагается на
несколько сотен милливольт выше порогового напряжения. Максимальное значе-
ние ТСПХ находится на пересечении кривых проходной проводимости. Феноме-
нологически, когда значение проходной проводимости при втором измерении
(скорость возрастания
I
d
) превосходит значение проводимости при первом изме-
рении, разность двух последовательно измеренных токов стока (Δ
I
d
, TC
(
V
g
)) умень-
шается. С позиции физики кривизна
g
m,
1
(
V
g
) становится меньше кривизны
g
m,
2
(
V
g
),