Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.
Скачать (прямая ссылка):
напряжение пробоя. На рис. 36 .представлены экспериментальные обратные
вольт-амперные характеристики
Рис. 37. Напряжение пробоя в зависимости от напряжения на затворе для
четырех глубин залегания перехода [Л. 36].
при различных напряжениях на затворе для диода Шоттки с охранным кольцом
глубиной 0,4 мкм. Как и ожидалось, напряжение затвора сильно влияет на
пробивное напряжение. На рис. 37 "представлена такая же зависимость для
четырех различных глубин залегания перехода. Легко заметить, что
напряжение пробоя приближается к теоретической величине (около 100 в) с
увеличением -Vo- "При нулевом напряжении, на затворе напряжение пробоя
уменьшается с уменьшением глубины перехода г3-.
-го
Аналогичные явления наблюдаются на металл-по-лупроводниковом диоде без
охранного кольца, "о с дополнительной МДП-струк-турой, как это показано
на вставке к рис. 38, где ZrC>2 располагается по периферии .
металлического электрода диода, что позволяет прикладывать отдельно
напряжения к диоду и к МДП охранному кольцу. Когда на затворе
увеличивается отрицательное напряжение, краевое поле ' постепенно
уменьшается. Это приводит к увеличению напряжения пробоя (здесь оно
определяется как напряжение при токе в 1 ма). Когда Ug увеличивается в
положительном направлении, возросшая напряженность поля
на краях вызывает значительное понижение напряжения пробоя, как показано
на рис. 38.
-60 -00
Рис. 38. Влияние напряжения затвора на пробивное напряжение диода Шоттки
без охранного кольца.
ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ ПРИБОРЫ
1. Введение
Тонкопленочные приборы представляют собой структуры, состоящие из одного
или более тонких слоев металла, полупроводника или диэлектрика.
Тонкопленочный транзистор с изолированным затвором i(TFT) был предложен
Ваймером {Л. 1] в 1961 г. Составляющие его структуру напыленные слои
полупроводника, металла и диэлектрика образовывали прибор, работавший
преимущественно как полевой транзистор с изолированным затвором (IGFET).
Тем же автором недавно заново были пересмотрены основная технология и
возможности применения тонкопленочных транзисторов в интегральных схемах
[Л. 2]. Поскольку полупроводниковый слой образуется методом напыления, в
нем предполагают наличие большего числа дефектов кристаллической решетки,
чем в соответствующем монокристаллическом полупроводнике. Это приводит к
более сложным процессам переноса в тонкопленочных транзисторах. В
следующем разделе будут рассмотрены основные характеристики
тонкопленочных транзисторов, влияние ловушек и поверхностных состояний, а
также ограничения по мощности этих приборов.
За последнее десятилетие неоднократно предпринимались попытки открыть
такие явления в твердом теле, которые 'бы давали возможность заменить
плоскостной транзистор в том или ином схемном применении. .Наибольший
интерес в этом смысле представляют собой транзисторы на "горячих"
электронах. Первый прибор с '"горячими" электронами был предложен в
работе [Л. 3] в 1960 г. В последующие годы появилось большое число и
других приборов того же рода. В § 3 будет проведено сравнение с общих
позиций ряда основных транзисторов на "горячих" электронах с плоскостным
транзистором. Будет показано, что ни один из предложенных транзисторов на
"горячих" электронах не может соперничать с плоскостными транзисторами по
предельным характеристикам. Однако транзисторы на "горячих" электронах
рассматриваются как весьма полезные в том смысле, что они могут быть
применены для изучения основных физических параметров и процессов, таких,
например, как время жизни "горячих" электронов в металлических пленках и
механизмы переноса в диэлектриках.
¦В последнем разделе будет рассмотрен соответствующий тонкопленочный
прибор со структурой металл - диэлектрик - металл. Будет показано, что
существует большое число других тонкопленочных приборов, не
.рассматриваемых в настоящей главе, например таких, как тонкопленочные
преобразователи на основе .пьезоэлектрических и пьезорезистивных свойств
полупроводниковых пленок и тонкопленочные оптические детекторы, такие,
как детекторы на основе солей свинца {Л. 5]. Характеристики
тонкопленочных преобразователей были рассмотрены за последнее время в
работе i[Jl. 4]. Оптические детекторы рассматриваются в следующей главе,
посвященной оптоэлектронным приборам.
2. Тонкопленочные полевые транзисторы с изолированным затвором (TFT)
Тонкопленочные транзисторы с изолированным затвором могут быть
сконструированы различными способами. На рис. 1 приведены схемы
поперечных сечений типовых структур тонкопленочных транзисторов с
изолированным затвором '(TFT).
IB структуре со ступенчатым расположением электродов фрис. 1 ,а) на
изолирующую подложку вначале напыляются металлические электроды источника
и истока, разделенные узким промежутком, соответствующим длине канала.
Затем наносятся слой полупроводника. и, наконец, слой диэлектрика и за
ним электрод затвора, регистрируя тем самым канал. Для структуры со
