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IGBT中的MOS结构—阈值电压(下)
来源:欧宝体育在线登录入口官网   上传时间:2024-01-27 20:19:59

  (Inversion Charge),来自半导体外表的反型层,宽度一般大约10nm量级,紧邻绝缘层外表;

  (Interface Charge),来自半导体与绝缘层界面的悬挂键、不饱和化学键等,会在半导体禁带中发生缺点能级,一般带正电(工艺中一般经过氢环境退火来修正);

  (Fixed Charge),以二氧化硅来说,一般来自于成长进程中氧的缺失构成的空位,在氧化硅成长之初易呈现,所以一般在纳米标准的范围内,同样带正电;

  (Mobile Ionic Charge),与出产的根本工艺环境的洁净度有联系,一般为钠离子或许钾离子等,带正电。

  之外,其他电荷根本来自于工艺环境和资料性质等客观因素,应在制备进程中尽量优化,下面大略剖析保持

  由于推导进程较为繁琐,这儿只整理剖析的逻辑,见右图,感兴趣的能够试着推导一下:

  2.依据泊松方程,电场求解有必要了解到电势散布,电势散布有必要了解到电荷浓度散布;

  由于没有具体推导,这儿漏掉了关于“强反型”的界说,做个弥补阐明:正常的状况下,只需能带曲折使得费米能级跳过本征能级,即完成了反型,这样的一种状况被称为“弱反型”,表现为

  综上,得到与氧化硅相关的电荷散布,电荷除以电容,即得到保持这些电荷所需求的电压;再加上前面所剖析的栅极和半导体之间的功函数差,以及“强反型”的能带曲折

  阈值电压表达式右边第一项为栅极和半导体之间的功函数差,第二项为“强反型”的能带曲折

  ,氧化硅电容需求施加的电压,第四项为氧化硅电容外表及体内固有电荷充电构成的电压。

  举个比如,关于P型硅,掺杂浓度为Na=5e17cm-3,均匀掺杂;栅极为N型多晶硅,掺杂浓度为Npoly=1e20cm-3,栅氧厚度为d=120nm。

  硅的本征浓度为1.45e10cm-3,相对介电常数为11.5;不考虑工艺引进的缺点或许移动电荷,核算得到

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