Определение величины и знака встроенного заряда

Для определения величины и знака встроенного в диэлектрик МДП‑структуры заряда обычно пользуются высокочастотным методом ВФХ. Для этого, зная толщину подзатворного диэлектрика d _ox, концентрацию легирующей примеси N _A и работу выхода материала затвора, рассчитывают согласно (3.101) и (3.58) теоретическое значение емкости плоских зон C _FB МДП-структуры и напряжения плоских зон V _FB = Δ φ _ms. Поскольку экспериментальная C ‑ V кривая высокочастотная, т.е. , то, проводя сечение C = const = C _FB (теор.), мы получаем при пересечении этой кривой с экспериментальной ВФХ напряжение, соответствующее ψ _s = 0, т.е. экспериментальное напряжение плоских зон V _FB (эксп.). При этом, согласно (3.83),

. (3.113)

Если Q _ox, Q _ss > 0, то V _FB (эксп.) > V _FB (теор.), и наоборот, если Q _ox, Q _ss < 0, то V _FB (эксп.) < V _FB (теор.).

Таким образом, знак и величина суммарного заряда в плоских зонах определяются соотношением (3.113) однозначно. Для вычленения заряда в поверхностных состояниях воспользуемся тем, что он обусловлен основными носителями (p ‑тип, Q _ss(ψ _s = 0) > 0 и n ‑тип, Q _ss(ψ _s = 0) < 0), захваченными на поверхностные состояния. Зная величину N _ss, можно рассчитать величину заряда в поверностных состояниях Q _ss и таким образом из (3.83) определить величину и знак встроенного в диэлектрик заряда Q _ox.

3.6.6. Определение плотности поверхностных состояний на границе раздела полупроводник – диэлектрик

Методы вольт‑фарадных характеристик дают несколько возможностей для определения величины и функции распределения плотности поверхностных состояний в запрещенной зоне полупроводника на границе раздела полупроводник – диэлектрик. Рассмотрим более подробно эти методы.