Поверхностные состояния и особенности электропроводности квазидвумерных электронных слоев в МДП- и гетеротранзисторах

• Автор: Зеленый, Александр Петрович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Обобщенный анализ влияния перезарядки поверхностных состояний на электрические характеристики полевых’МДП-транзисторов
1.1. Особенности перезарядки поверхностных состояний
в МДП-структурах в режиме сильной инверсии
1.2. Самосогласованный расчет поверхностной концентрации проводящих электронов с учетом перезарядки поверхностных состояний
1.3. Температурная и полевая зависимость эффективной поверхностной подвижности
1.4 Учет размерного квантования энергетического
спектра дел окал изованных электронов в канале
Глава 2. Флуктуационный потенциальный рельеф и
электронные поверхностные состояния в полевых гетеротранзисторах
2.1. Распределение потенциала и зарядов в "идеальной" гетероструктуре: однородно легированный широкозонный — собственный узкозонный полупроводник
2.2. Особенности флуктуационного потенциального рельефа в канале гетеротранзистора с
модуляционным легированием

2.3. Связанный электронный заряд в канале гетеротранзистора. Электронное экранирование флуктуаций потенциала
2.4. Спектр локализованных состояний гетерограницы и
его полевая зависимость
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В итоге более чем тридцатилетнего широкомасштабного и углубленного развития МДП-технологии МДП-электроника заняла Доминирующее положение в современной микроэлектронной индустрии [1]. в настоящее время на основе МДП (металл-диэлектрик- полупроводник) — технологии в ее комплементарных вариантах [2] изготавливаются самые "продвинутые" микросхемы [3], существование которых обеспечивает в широком смысле
современные информационные технологии. Здесь в качестве примера можно назвать сверхбольшие оперативные запоминающие устройства с объемом памяти в 16-64 Мбит, микропроцессоры, содержащие порядка 106 вентилей и целый ряд специализированных микросхем [4] вплоть' до приемников
изображения в современных видеокамерах [5].
Основой этих выдающихся успехов несомненно послужило достигнутое совершенство базовой приборной структуры МДП-электроники полевого транзистора металл-окисел-лолупроводник (кремний). Говоря о высоком совершенстве базового МОП-
транзистора в смысле высоких значений его приборных
характеристик типа крутизны, быстродействия, возможности прецезионной фиксации порогового потенциала и т.п., мы прежде всего имеем ввиду близость электрических характеристик реальных реализаций МДП-структур и МОП-транзисторов [6] к расчетным теоретическим зависимостям, отвечающим идеальной, т.е. без поверхностных состояний границе раздела полупроводник — диэлектрик [7], в непосредственной близости к которой

ПЛОТНОСТИ 0(7=3 1012спг2. Заполнение ловушек определяется соответствующей функцией Ферми, поэтому поверхностная ... плотность заряда захваченных (локализованных) электронов описывается общеизвестным, простым но к сожалению сильно нелинейным выражением:
а = й -9-е,+29в+ (1'2'5)
1 + ехр

Аппелируя к общему выражению для плотности электронного связанного заряда (1.2.4), можно считать, что ситуации с моноэнергетическим типом ловушек отвечает плотность состояний
в форме -функции: АДЯ) = — 05{Е-Е1).

Искомые зависимости изменения плотности свободных (подвижных) электронов инверсионного слоя от напряжения с учетом электростатического влияния локализованного заряда рассчитанные для нескольких типичных значений энергии связи Е{ приведены на том же Рис. 1.2. Анализ этих кривых показывает существенное влияние энергии ловушки Е{ на характер процесса накопления свободных носителей в инверсионном слое МДП-структуры с ростом напряжения на управляющем электроде V. Действительно, для достаточно глубоких ловушек с энергией Е( много большей характерной энергии накопления свободных носителей Е(у=0,17-0,23 эВ, перезарядка ловушки происходит в режиме слабой инверсии (в подпорбговом режиме), когда плотность заряда инверсионного слоя экспоненциально мала. В этом случае перезарядка поверхностной ловушки оказывается практически