Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Топ:
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Интересное:
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2017-05-23 | 524 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Эффективная туннельная проницаемость подзатворного окисла сильно зависит от величины электрического поля в окисле. Максимальное электрическое поле в окисле сосредоточено в области между затвором и стоком, поскольку в этой области максимальна разность потенциалов между двумя электродами.
Рассмотрим случай сильного смещения на стоке VDS (~ VDD) >> VT и смещения на затворе меньше порогового VGS (~0) < VT. При этом между затвором и стоком появляется большая (порядка напряжения питания VDD) разность потенциалов и возникает сильное электрическое поле в окисле. Это приводит к тому, что в области перекрытия стока затвором реализуется режим глубокого обеднения (рис.7.9). Если изгиб зон на поверхности превысит величину ≈1,12эВ, равную ширине запрещенной зоны кремния, возникает режим инверсии и появляется возможность прямого туннелирования электронов из валентной зоны в зону проводимости (рис.7.10).
Переход электронов из валентной зоны в зону проводимости означает генерацию электронно-дырочных пар. При этом электроны движутся к электроду стока, а дырки уходят в подложку. Рассмотренный механизм возникновения тока утечки, индуцированный напряжением на затворе, называется GIDL – эффектом (Gate Induced Leakage Current). Поскольку все дырки, генерируемые межзонным туннелированием, уходят в подложку вследствие сильного латерального поля, обогащения поверхности дырками не происходит, и сохраняется режим глубокого обеднения.
С целью решения проблемы тока утечки были изучены транзисторы с различными структурами (рис. 7.11). В структуре SD отсутствует LDD область, в структуре ТOPS затвор полностью перекрывает LDD область, в структуре LDD − частично.
|
Типичные подпороговые характеристики трех рассматриваемых структур представлены на рис 7.12. Наибольший интерес представляют токи при Vg = 0 (при этом Vdg = 5В). Как следует из рисунка, структура с неполным перекрытием LDD области характеризуется очень низким GIDL-током, в то время как SD структура имеет ток утечки на 3 порядка больше.
Причины различия подпороговых характеристик трех рассматриваемых структур можно понять, рассмотрев квазидвумерную модель GIDL-тока.
Плотность туннельного тока, обусловленного туннелированием зона-зона очень сильно зависит от электрического поля (механизм Фаулера-Нордгейма (см. (7.3.3)). Электрическое поле ЕТ определяется векторной суммой вертикального ЕV (по оси x) и латерального ЕL (по оси y) полей:
. (7.6.1)
|
|
Вертикальное электрическое поле в полупроводнике на границе раздела оксид-кремний в точке y находится из закона Гаусса: , где Qd − заряд в обедненной области полупроводника, y − текущая координата в горизонтальном направлении, отсчитываемая от края затвора. Предполагая условие полного обеднения, находим в точке y:
, (7.6.2)
то есть вертикальная составляющая электрического поля пропорциональна .
Из условия равенства электрических индукций на границе раздела окисел-кремний находим:
, (7.6.3)
где Vox − напряжение на окисле, VFB − напряжение плоских зон, dox − толщина окисла.
Приравнивая (7.6.2) и (7.6.3), получаем:
, (7.6.5)
где , , − удельная емкость окисла.
Латеральное электрическое поле находится дифференцированием (7.6.5) по у:
. (7.6.6)
Следовательно, латеральное электрическое поле пропорционально произведению величины поверхностного потенциала и относительного градиента распределения легирующей примеси в каждой точке у в области перекрытия стока затвором.
|
Из выражений (7.6.2) и (7.6.6) следует, что (при заданных толщине окисла и напряжения Vdg) на величину электрического поля оказывают главное влияние два фактора: концентрация примеси в стоке и ее градиент. При уменьшении концентрации примеси убывает вертикальное электрическое поле. В то же время при её увеличении существует некоторая критическая концентрация , при которой изгиб зон у поверхности становится недостаточным для туннелирования электронов (). Поэтому туннелирование происходит в очень узком диапазоне концентраций примеси.
Анализ показывает, что наименьшая величина результирующего электрического поля и наименьший GIDL-ток наблюдается в LDD структуре. Таким образом, использование LDD структуры с частичным перекрытием способно практически подавить GIDL-эффект. Однако не следует забывать, что LDD-область предназначена и для других целей, а именно подавления короткоканальных эффектов и борьбы с горячими носителями. Поэтому при оптимизации физической структуры наноэлектронных МОПТ с LDD проблемы GIDL-тока, надежность, обусловленная горячими носителями, нагрузочная способность по току, короткоканальные эффекты, а также паразитные компоненты (RS и Cgd) должны рассматриваться совместно.
|
|
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!