Глава 2.6

Методы определения параметров МОП ПТ из характеристик

Покажем, как можно из характеристик транзистора определять параметры полупроводниковой подложки, диэлектрика и самого транзистора. Длину канала L и ширину W обычно знают из топологии транзистора. Удельную емкость подзатворного диэлектрика С_ОХ, а следовательно, и его толщину находят из измерения емкости C-V затвора в обогащении. Величину порогового напряжения V_T и подвижность    можно рассчитать как из характеристик в области плавного канала (2.2.10), так и из характеристик транзистора в области отсечки (2.2.12). В области плавного качала зависимость тока стока I_DS от напряжения на затворе V_GS - прямая линия. Экстраполяция прямолинейного участка зависимости I_DS(V_GS) к значению I_DS = 0 соответствует, согласно (2.2.10),

.

(2.6.1)

Тангенс угла наклона    зависимости I_DS(V_GS) определяет величину подвижности    .

.

(2.6.2)

В области отсечки зависимость корня квадратного из тока стока I_DS от напряжения на затворе V_GS также согласно (2.2.12) должна быть линейной. Экстраполяция этой зависимости к нулевому току дает пороговое напряжение V_T.

Тангенс угла наклона    зависимости    определит величину подвижности

.

(2.6.3)

На рис.2.2.4 были приведены соответствующие зависимости и указаны точки экстраполяции. Для определения величины и профиля легирования N_A(z) пользуются зависимостью порогового напряжения V_T от смещения канал-подложка V_SS. Действительно, как следует из (2.3.2), тангенс угла наклона    зависимости   определяет концентрацию легирующей примеси. Зная толщину окисла и примерное значение N_A (с точностью до порядка для определения    ) из (2.3.2) можно рассчитать величину и профиль распределения легирующей примеси в подложке МДП-транзистора.

.

(2.6.4)

Эффективная глубина z, соответствующая данному легированию

.

(2.6.5)

Таким образом, из характеристик МДП транзистора можно рассчитать большое количество параметров, характеризующих полупроводник, диэлектрик и границу раздела между ними.