подвижность проводимости и подвижность эффекта поля. Подвижности проводимости

Экспериментальное определение подвижности носителей в канале не является однозначной и простой задачей. Сложность состоит в том, что для однозначного определения подвижности необходимо независимое определение плотности носителей в канале, что можно сделать, как правило, только для тестовых структур с большой площадью (например, используя эффект Холла).

Обычно различают подвижность проводимости и подвижность эффекта поля. Подвижности проводимости определяются по наклону крутой области выходной ВАХ ID(VDS):

.

Подвижность проводимости формально дает значение микроскопической подвижности, но следует помнить, что в этом случае плотность носителей в канале оценивается через эмпирическое значение порогового напряжения, которое, вообще говоря, не определяется строго и однозначно.

Подвижность эффекта поля определяется по крутизне передаточной ВАХ ID(VGS):

                           

Если считать, что ток в надпороговой области точно выражается через пороговое напряжение

то оба определения подвижности совпадают: .

В реальности зависимость плотности носителей в канале от затворного напряжения не является в точности линейной, поскольку поверхностный потенциал продолжает слабо расти даже в надпороговой области , что приводит к перезарядке поверхностных состояний, соответствующей деформации зависимости и появлению зависимости  от плотности поверхностных состояний Dit. Действительно, используя известное соотношение,

можно получить

   

Таким образом, подвижность эффекта поля определяется не только процессами рассеяния носителей в канале, но и процессами перезарядки поверхностных состояний.

При сильной инверсии (когда Cinvочень велико) отличие подвижности проводимости от подвижности эффекта поля незначительно. В то же время, в области вблизи порога и/или при высокой плотности поверхностных состояний величина  может отличаться от подвижности проводимости  на десятки процентов.

Плотность поверхностных состояний является величиной, чувствительной к внешним и внутренним воздействиям, например, радиации и/или горячим носителям в канале. Крутизна при таких воздействиях может деградировать как за счет уменьшения подвижности (усиления рассеяния носителей на заряженных дефектах), так и за счет усиленной перезарядки ПС.

Для описания деградации крутизны в надпороговой области ВАХ от поглощенной дозы ионизирующего излучения Dчасто используется эмпирическая формула

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector