Емкость МДП структур.

Одним из наиболее распространенных методов изучения свойств структур металл-диэлектрик-полупроводник является метод, основанный на анализе зависимости емкости МДП структуры Cмдп от напряжения на затворе VG, так называемый метод вольтфарадных характеристик (ВФК) или C-V метод. Для использования этого метода рассмотрим подробно теорию емкости МДП структур. В дальнейшем величину удельной емкости МДП структуры будем просто обозначать меткой C без индексов. Согласно определению емкости

.

Следовательно,  C=Cox(1-dYs/dVG).
Таким образом, зависимость C  МДП структуры от напряжения будет определяться полученной нами ранее зависимостью Ys (VG), прриведенной на рисунке. Можно сказать, что в области сильной инверсии и обогащения емкость C будет слабо зависеть от величины VG. В области обеднения и слабой инверсии следует ожидать участка с почти постоянной величиной емкости. Общая зависимость емкости от напряжения будет иметь вид кривой с ярко выраженным минимумом.


(9),

где Css,Csc-емкость поверхностных состояний и емкость ОПЗ, определенные ранее.

Соотношение (9) позволяет нам построить эквивалентную схему МДП структуры, представив ее как последовательно соединенную емкость диэлектрика Cox с параллельной цепочкой емкости ОПЗ Csc и поверхностных состояний Css. На рисунке приведена эквивалентная схема емкости МДП структуры. Отметим, что такую схему можно было нарисовать, исходя из общих соображений об устройстве МДП структур.


 На рисунке приведены равновесные C-V кривые идеальных  МДП структур с разной толщиной диэлектрика.