Модель накопления зарядов в n- и p-МОП-транзисторах при туннельной инжекции электронов из затвора

Abstract

A quantitative model for charge accumulation in an undergate dielectric during tunneling electron injection from a gate according to the Fowler–Nordheim mechanism is developed. The model takes into account electron and hole capture at hydrogen-free and hydrogen-related traps as well as the generation of surface states during the interaction of holes with hydrogen-related centers. The experimental dependences of the threshold voltage shift and gate voltage shift of n - and p -channel MOS (metal–oxide–semiconductor) transistors on the injected charge in the constant current mode are analyzed based on the model.

Измерение Подвижности Носителей Заряда В Образцах С Низкой Проводимостью Методом Полевого Транзистора С Использованием Стоковых Характеристик

“…Явление накопления заряда в полупроводниковом полевом транзисторе достаточно хорошо известно. Оно вызывается образованием зарядов в объеме диэлектрика, а также поверхностных состояний на межфазных границах, и приводит к изменению порогового напряжения включения, а также влияет на угол наклона вольтамперных характеристик транзистора [7]. Явление зарядки транзисторной структуры, делающее невозможным исследование подвижности носителей зарядов в тонких пленках НК, было неоднократно отмечено в литературе.…”

Накопление Зарядов В Моп-Структурах С Поликремниевым Затвором При Туннельной Инжекции

“…где координата x отсчитывается от кремниевой подложки, d -толщина оксида, ρ(x) -плотность объемного заряда, C ox -удельная емкость диэлектрика. Как было показано в [7], и положительный, и отрицательный заряды локализованы вблизи внутренней и внешней МФГ.…”

“…К процессам накопления зарядов в МОП-структуре, происходящим в МОП-структуре при инжекции электронов, описанным нами ранее в модели [7], в нашем случае добавляются эффекты, обусловленные влиянием Al-металлизации, а также генерации электронных ловушек при высоких полях и больших зарядах инжекции.…”

“…Кинетические уравнения, соответствующие реакциям (1)−(4), добавляются к общей системе диффузионнокинетических уравнений модели [7]…”

“…Накопление заряда зависит от типа и концентрации ловушек в объеме диэлектрика и на межфазных границах (МФГ), распределения их по толщине диэлектрика, а также от напряженности электрического поля, полярности и заряда инжекции электронов [4][5][6]. В предыдущей работе [7] нами изучалось и моделировалось накопление зарядов в подзатворном диоксиде кремния n-и p-МОП-транзисторов при туннельной инжекции электронов из поликремниевого затвора (при V g < 0) с зарядом (Q in j < 0.3 Кл/см 2 ) и напряженностью электрического поля (E < 8 МВ/см) меньше максимально возможных. Сдвиг напряжения затвора в режиме постоянного тока объяснялся захватом инжектируемых электронов на исходные нейтральные ловушки вблизи затвора.…”