Структура металл – диэлектрик – полупроводник

Структура металл – диэлектрик – полупроводник (МДП) является основой целого ряда полупроводниковых приборов ([6], [7]) и, в частности, элементов интегральных микросхем.  МДП-транзистор – это четырёхполюсный полупроводниковый прибор. Примерная структура МДП-транзистора с n-каналом, выполненного на подложке из полупроводника p-типа (в нашем случае монкристаллического Si) показана на рис.1.1. Металлический или квазиметаллический (например, поликремниевый) электрод, создающий эффект поля, который приводит к появлению канала у транзисторов с индуцированным каналом (МДП-ИК) и перекрытию – у МДПТ со встроенным каналом (МДП-ВК) называют затвором (G, Gate). Два других электрода называют истоком (S, Source) и стоком (D, Drain). Эти электроды обратимы, cтоком называется тот из них, на который из канала поступают основные для канала носители. В нашем случае мы имеем канал n-типа, для которого основные носители – электроны и потенциал стока, таким образом, выше или равен потенциалу истока. Говоря «потенциал стока», обычно подразумевают разность потенциалов между стоком и истоком – напряжение сток-исток (VDS). Ток, текущий по направлению от стока к истоку (в сторону, противоположную движению носителей, так как заряд электрона отрицателен), протекает через зону инверсии, образовавшуюся под действием эффекта поля в основной пластине полупроводника, которую называют подложкой (B, Bulk). Этот проводящий слой инверсного по отношению к подложке типа проводимости, соединяющий под затвором области стока и истока, называется каналом (C, Channel). В зависимости от способа формирования канала и типа его проводимости различают четыре основные модификации МДП-транзисторов: по типу проводимости – p— и n— канальные, по знаку порогового напряжения – нормально закрытые (с индуцированным каналом) и нормально открытые (со встроенным каналом).

В нормально открытых МДП-транзисторах канал под затвором существует при нулевом напряжении на затворе (выполнен в технологическом процессе). Изменяя величину и полярность напряжения на затворе относительно истока, можно регулировать проводимость канала. Напряжение, при котором канал будет отсутствовать, называется напряжением отсечки. В нормально закрытых МДП-транзисторах при нулевом напряжении затвор-исток VGS канал отсутствует (транзистор находится в закрытом состоянии).

Усилительные свойства МДП-транзистора обусловлены потоком основных носителей протекающих через канал. Основным способом движения носителей заряда, обусловивших ток полевого транзистора, является их дрейф в электрическом поле. Полевой транзистор управляется напряжением на затворе относительно истока VGS (т.е. электрическим полем, возникающим вследствие этой разности потенциалов). Посредством этого осуществляется изменение эффективной площади поперечного сечения проводящего канала, в результате изменяется выходной ток транзистора.

В курсовой работе рассматривается n-канальный нормально закрытый МДП-транзистор с изолированным затвором. Он имеет классическую структуру типа металл-диэлектрик-полупроводник (МДП), в которой роль диэлектрика играет оксид SiO2.  Поэтому  полевой транзистор с такой

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector