界面态电荷对n沟6h sicmosfet场效应迁移率的影响 汤晓燕.doc

界面态电荷对n沟6H_SiCMOSFET场效应迁移率的影响_汤晓燕------------------------------------------------------------------------------------------------界面态电荷对n沟6H_SiCMOSFET场效应迁移率的影响_汤晓燕界面态电荷对n沟6H-SiCMOSFET场效应迁移率的影响汤晓燕张义门张玉明郜锦侠(西安电子科技大学微电子研究所,西安710071)(2001年12月7日收到;2002年6月3日收到修改稿)针对界面态密度在禁带中的不均匀分布,,:碳化硅,界面态,反型层迁移率,:2560R,7280,7570,,定量描述了在界面电荷的影响下实验测定的场效应迁移率与反型层载流子迁移率之间的关系,,从而能制成金属-氧化物-半导体场效应(MOS)-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)相比,碳化硅MOS器件能在更高的温度和电压——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------下工作,,,各种氧化工艺的实验数据显示p型碳化硅MOS结构的界面态密度[3,4]明显比硅中的高,它对n沟碳化硅MOS器件特性,[5],界面态上俘获的电荷会起到散射中心的作用,通过库仑力扰乱沟道内的载流子的传输,降低反型层内可动载流子的平均漂移速度,也就降低了与平均漂移速度成正比的反型层载流子的迁移率;另一方面,由于栅电压的一部分降落在不可动的界面态电荷上,要改变可动反型层电荷就需要更大的栅压摆动,使给定栅压下的跨[6]导变差,,而对界面态影响场效应迁移率这一,[1,2]21物理模型大多数情况下MOSFET反型层迁移率的测量值是从MOS器件的传输特性或转移特性曲线在线性区得到的.——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------从跨导得到迁移率称为场效应迁移率9IDGL,(1)fe=CoxVDL式中ID,VG,VD,Cox,W,L分别表示漏电流、栅电压、漏电压、单位面积氧化层电容、,,,ID=Linv|Qinv|VD,(2)L式中Linv表示反型层载流子迁移率在沟道中的平[7]4期汤晓燕等:界面态电荷对n沟6H-SiCMOSFET场效应迁移率的影响831表面薄层电导R=Linv|Qin|,这样场效应迁移率可用(3)式计算Lfe=(3)器件的界面态密度较高,界面电荷对场效应迁移率的影响比较明——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------[8].表面反型后反型层电荷可以近似取为表面空间电荷与耗尽层电荷之差Qinv(Vs)=Qs(Vs)-Qdep.(9)大量实验数据显示界