Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Твердотельная электроника.-2

.pdf
Скачиваний:
122
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
1.09 Mб
Скачать

.

(

«VARIety CAPacitance»)

 

 

,

 

 

.

 

p n

.

 

(

),

 

 

 

,

 

 

.

 

 

-.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

K

Cmax

.

 

 

 

 

(11.12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cmin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сmin.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

C

 

 

 

 

0S

,

 

 

(11.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

, 0 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

;

d -

 

 

 

 

 

,

 

 

S -

 

-

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

C

 

Cinv

 

,

(11.14)

 

 

 

Cinv

 

 

min

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cinv -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

C

 

s 0S

.

 

 

(11.15)

 

 

 

 

 

inv

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

(11.2),

131

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 s 0k T

 

Nd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

ln

.

 

 

 

(11.16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

2N

 

 

 

ni

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SiO2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

SiO2

 

 

3.8 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.13).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0S

 

 

3.8 8.85 10

 

14

1.5 10

2

50.4 10 11 504

 

 

 

 

 

C

 

 

 

5

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

(11.16),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 11.7

8.85 10

14 1.38 10 23 300

1.4 1015

 

 

 

 

 

4 s 0k T

Nd

 

 

W

 

 

 

 

ln

 

 

 

 

 

 

 

2.56 10

38

 

 

 

 

 

ln

 

 

 

 

 

 

 

 

q

Nd

ni

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 10

 

1.4

10

 

 

 

 

1715

10 12 ln 105

 

4.8 10 10 5 ln 10

 

 

 

10 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55.1

 

 

 

 

 

3.58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.74

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.44

10 5

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

s 0S

 

11.7 8.85

10

14 1.5 10

2

 

155.3

10 11

 

 

 

 

 

 

 

inv

 

W

 

 

7.44 10 5

7.44

 

 

 

 

 

209

 

209 10 12

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

C

 

C

Cinv

 

504 209

 

105336

147

 

.

 

Cinv

504 209

 

min

 

 

 

 

 

 

 

C

 

713

 

 

 

(11.12)

K CM AX 504 3.4

CM IN 148

132

,

:

3.4.

З

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S 8.4 10 3 2 ,

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SiO2

 

 

 

 

 

 

 

 

Si3N4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сmin 155 .

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф

 

 

 

 

 

СM IN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cinv

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

C

 

 

 

Cinv

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min

 

 

 

C

 

 

Cinv

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1 ( SiO2 )

C2

( Si3N4 )

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C С

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d d

1

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С1

С2

 

 

 

d1 d2

 

 

 

 

 

1 2 0S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

1

 

2

 

.

(11.18)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2 0S

 

 

d1

 

 

d2

 

 

 

 

 

 

 

 

d1

d2

 

 

 

d1d2

 

 

 

 

 

 

1 2 0S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1d2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d1d2

 

1d2

2d1

 

 

 

 

 

 

2d1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d1, d2 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; 1,

 

 

2 -

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

C

 

 

Cmin

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.19)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

inv

 

 

 

C

 

Cmin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

133

,

C

 

s 0S

.

(11.20)

 

inv

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

W

(11.2),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 s 0k T

 

 

 

W

ln

Nd

.

(11.21)

q2N

 

 

 

ni

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

,

 

(11.21)

(11.20),

:

Cinv

S

S

q

2

s 0

N

 

s 0

 

 

 

d

 

 

 

N

W

 

 

 

 

 

4k T ln

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ni

 

 

 

4k T C

2

 

Nd

Nd

 

inv

ln

 

2 s 0

S2

 

 

q

ni

,

 

 

 

( j 1)

 

( j )

 

 

ni

 

 

Nd

A ln

 

 

 

,

 

 

 

 

 

A

4k T C2

 

 

inv

q2

s 0

S2

.

 

 

 

 

134

. (11.22)

.

j

(11.23)

 

 

 

 

 

 

 

(11.23)

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

N( 0 )

104 n .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

i

 

(11.23)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N(1) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.23)

 

 

 

N ( 2 )

. .

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

j

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

( j

1)

-

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10%, . .

 

 

 

 

 

 

 

 

N( j ) N( j 1)

 

0.1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

d

 

 

 

 

 

(11.24)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N( j )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

(11.23)

 

 

 

 

 

(2-3)

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.23).

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.17)

 

 

S

 

3.8 5.5

8.85 10 14

8.4 10 3

 

 

1 2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1d2

2d1

 

(3.8 0.05 5.5 0.05) 10 4

 

.

 

1554

10 17

 

 

3342 10 13

334 10 12

 

 

 

 

334

 

10 4

0.465

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.19), Сinv

С

 

C

Cmin

 

334 155

 

51770

289 .

 

Cmin

334 155

 

inv

 

 

 

 

 

C

 

179

 

(11.23)

135

A

 

4k T C

2

 

 

 

 

4 1.38 10 23 300 83521 10 24

 

 

 

 

inv

 

 

 

2.56 10 38 11.7 8.85 10 14 70.56 10 6

 

q

2

s 0

S2

 

 

 

1382

 

 

 

 

 

 

3 .

 

 

 

 

103

1013

 

 

73.9 1013

 

 

 

18.7 103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 0 )

 

 

 

1.4 1014

 

 

 

N(1)

 

A ln

Nd

 

7.4 1014 ln

7.4 1014

4 ln 10

 

 

 

d

 

 

 

 

n

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

1.4 10

 

 

 

7.4 1014 4

2.3

6.8 1015 .

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.24)

.

 

d

 

(1)

 

 

 

15

 

 

 

 

n

 

 

 

6.8

10

 

 

 

N( 2 )

A ln

Nd

 

7.4

1014 ln

10

 

7.4 1014 ln 4.9 105

 

 

 

 

10

 

 

i

 

 

1.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

7.4 1014 ln 4.9 5 2.3 7.4 1014 1.6 11.5 9.7 10 .

 

 

 

 

 

 

(11.24)

 

 

 

.

 

d

 

( 2 )

 

15

 

 

 

 

n

 

 

10

 

 

 

N( 3 )

A ln

Nd

 

7.4 1014 ln

9.7

10

 

7.4 1014 ln 6.9

105

 

 

 

10

 

 

i

1.4

 

 

3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

15

7.4 1014 ln 6.9 5 2.3 7.4 1014 1.85 11.5 9.9 10

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

1.0 1016

3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

136

З3.

-

,

 

 

 

 

 

 

 

 

n

-

 

 

 

 

 

 

 

 

N 1.4 1013

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S 7.5 10 3 2 ,

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

d 0.1

 

Si3N4 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 0.5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

Q0 ,

 

 

 

 

 

(11.6)

 

 

 

 

 

 

 

N

 

Q0

 

C

V 0

 

С

V 0

 

 

.

 

(11.25)

 

 

 

 

 

 

 

q

 

q

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

Ф

 

 

 

 

 

(11.25)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ec

 

 

Eg (

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

Ф

EF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nd

 

 

 

 

 

EF Eg EF

Eg

Ei k T ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ni

 

 

.

 

 

 

Ei k T ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ni

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

137

N Q0 C

q q

С0 q V

С0 q V

V 0

С

V 0

 

 

 

 

q

 

N

 

 

1

 

 

 

 

Eg Ei k T ln

 

d

 

q

 

 

 

 

ni

 

1

 

 

Nd

 

 

 

 

Ei k T ln

 

 

 

 

 

 

q

 

 

ni

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.26)

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si3N4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

Si3N4

5.5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.13).

 

 

 

 

C

 

 

 

0S

 

5.5 8.85 10

 

14 7.5 10

3

365 10 12 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.26)

 

 

N

 

365

10

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.6

 

 

 

 

 

23

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.38 10

 

 

300

 

 

1.4

10

 

 

 

 

 

0.5

4.05

 

0.66

 

 

ln

 

 

4.55

 

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.6

10

 

 

1.4

1010

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.28 107

0.66 0.025 ln 103

2.28 107 0.66 0.075 ln 10

2.28 107 0.66

2.3 0.075 2.28

107

0.66 0.17

 

2.28 107

0.48

1.11 107 c

3

 

 

 

 

 

,

 

 

 

:

 

-

 

 

 

107

3

 

 

.

 

 

 

 

138

 

З

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

S 2.5 10 2 c 2

 

 

 

 

 

 

 

 

ys

8 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С0

250

,

 

 

 

 

С

420

,

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

0,05 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ni

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

(11.11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

y

 

 

k T

 

1

exp ys

 

 

p

,

(11.27)

 

 

фэ

s

 

exp ys

 

 

 

 

 

 

 

q

 

2

ni

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ni .

Nd

,

0

 

С С0

 

s 0

 

 

 

s

 

С

 

С0

 

.

(11.28)

C

LD

 

 

 

s

 

 

 

 

,

N

 

 

k T

C0 2 .

(11.29)

q

2

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s 0

 

 

139

(11.28)

 

С0

420 10 12 250 10

12

 

 

105000

10 12

618 10 12

 

420 10 12 250 10 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

170

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.29)

 

 

 

N

 

 

 

k T

 

C0 2

 

 

 

 

1.38 10 23 300

 

3.8 10 20

 

 

 

s 0

 

2.56 10 38 11.7 8.85 10 14

d

 

q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.14

10 21

3.8 10 20

 

4.14 1032

3.8 10 20 6.2 1011

3 .

 

10 52

 

 

 

 

256

 

 

 

 

 

 

2.56

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Nd

 

6.2 1011

4.4 101.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ni

1.4

1010

 

 

 

,

-(11.29)

U

 

y

 

 

k T

 

1

 

exp ys

 

 

p

 

 

 

фэ

s

 

 

 

exp ys

2

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

ni

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.38 10 23 300

4.4 101

 

 

exp 4

0.05

 

 

1.6

10 19

 

 

exp 4 1936

 

2.59 10 2 44

 

 

53.14

 

0.05

114 0.003 0.05 14.8 103 B .

 

 

 

 

 

 

53.14 1936

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

14.8

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

З

 

 

 

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ys

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N 1.4 1014

3 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

140