Содержание |
МОП ПТ с плавающим затвором
Полевой транзистор с плавающим затвором по
принципу работы похож на МНОП-транзистор.
Только в транзисторах с плавающим затвором
инжектированный заряд храниться на плавающем
затворе,находящемся между первым и вторым
подзатворными диэлектрическими слоями.
В качестве материала для плавающего затвора
используется поликристаллический кремний,
легированный фосфором.
a)Напряжение на затворе Vgs равно нулю,
плавающий затвор не заряжен;б)Процесс записи
информационного заряда импульсом напряжения +Vgs;
в)МОП ПТ при нулевом напряжении на затворе в
режиме хранения информационного заряда
На рис "а" приведена зонная диаграмма такого тран-
зистора. Рис "б" поясняет механизм записи информа-
ционного заряда путем туннельной инжекции из п/п
на плавающий затвор.На рис "в" приведена зонная
диаграмма МОП ПТ с плавающим затвором после записи
заряда и снятия напряжения с затвора.Стоит отметить
возможное частичное растекание наполненного инфор-
мационного заряда из-за туннелирования электронов с
плавающего затвора обратно в полупроводник.
Рассмотрим основные соотношения,определяющие
характер накопления инж.заряда на плавающем
затворе полевого транзистора.Величина заряда Qox(t):
где I(t)-величина инжекционного тока в момент
времени t.Как видно из зонной диаграммы,инжекция
носителей из полупроводника через первый слой окисла
на плавающий затвор осуществляется путем прямого
туннелирования через трапецеидальынй барьер.
Величина туннельного тока I(t):
Данное уравнение напоминает выражение для туннель-
ного тока Фаулера-Нордгейма из твердого тела в вакуум
через треугольный барьер.Постоянные величнины А и В
зависят от типа полупроводника и высоты потенциальных
барьеров на границе.
Накапливаемый на плавающем затворе инжектированный
заряд Q(t) будет вызывать уменьшение напряженности
электрического поля Eox в первом диэлектрике.Величина
электрического поля Еох,обуславливающая туннели-
рование,равна :
Первое слагаемое дает значение электрического поля Еох
за счет приложенного напряжения к затвору Vg,второе
слагаемое - за счет накопления инжекционного заряда.
В случае, если в качестве второго диэлектрика в МОП ПТ
с плавающим затвором используется двуокись кремния.
Величины диэлектрических постоянных необходимо
выбрать одинаковыми.
Из уравнения для Qох,I и Еох следует, что при малых
временах t наполненный заряд Q(t) мал и линейно
возрастает со временем, т.к поле в окисле Еох и
туннельный ток I(t) постоянны.При больших временах
натупает насыщение наполнения инжектированного
заряда Q(t).Данные соотношения позволяют
на основе расчета выбрать наиболее оптимальные
режимы записи и стирания.
Далее...
|