2. Влияние толщины активного (эпитаксиального слоя) на изменение вах и крутизны вах птш

2.1 Влияние толщины активного (эпитаксиального слоя) на изменение вах птш

Исходные параметры: N_d = 5 10²³ м^-3; U_ЗИ = -3,52 В. Представим ВАХ ПТШ при трех различных значениях толщины активного слоя А:

Рис. 7 – Влияние толщины активного слоя на ВАХ ПТШ

2.1 Влияние толщины активного (эпитаксиального слоя) на изменение крутизны вах птш

Исходные параметры: N_d = 5 10²³ м^-3; U_ЗИ = -3,52 В. Представим крутизну ВАХ ПТШ при трех различных значениях толщины активного слоя А:

Рис. 8 – Влияние толщины активного слоя на крутизну ВАХ ПТШ

Анализируя изменения ВАХ и крутизны ВАХ ПТШ при изменении толщины активного слоя, делаем вывод, что при увеличении толщины активного слоя увеличивается глубина канала, отсюда, если опираться на полученные графики (рис. 7 и рис. 8) и физику процесса, то насыщение наступит при меньших значениях толщины активного слоя. То есть, при малых значениях толщины активного слоя имеем меньшую глубину канала, и, соответственно, участок насыщения в таком случае наступит горазда быстрее. Данный факт подтверждается выводами, сделанными в пункте 1 данной лабораторной работы. Также видим большее значение тока при большем значении толщины активного слоя, так как при большей глубине канала в токопереносе участвует большее число электронов.

При этом, начальный участок крутизны ВАХ имеет одинаковый «наклон» для всех трех значений толщины активного слоя. Этот факт напрямую следует из формулы:

где Y_1, Y₂ - относительная глубина обеднения под истоковым и стоковым концом затвора, Z – ширина структуры ПТШ, L – длина канала, W_1, W₂ – глубина обеднения под истоковым и стоковым концом затвора.

3. Изменение вах и крутизны вах птш при увеличении концентрации донорной примеси в активном слое

3.1 Изменение вах птш при увеличении концентрации донорной примеси в активном слое

Исходные параметры: U_ЗИ = -3,52 В; A = 0,16 мкм. Представим ВАХ ПТШ при трех различных значениях концентрации донорной примеси N_d:

Рис. 9 – Влияние концентрации донорной примеси на ВАХ ПТШ

3.2 Изменение крутизны вах птш при увеличении концентрации донорной примеси в активном слое

Исходные параметры: U_ЗИ = -3,52 В; A = 0,16 мкм. Представим крутизну ВАХ ПТШ при трех различных значениях концентрации донорной примеси N_d:

Рис. 10 – Влияние концентрации донорной примеси на крутизну ВАХ ПТШ

Обратимся к формуле ширины обедненной области:

где U_bi – контактная разность потенциалов, U_G – напряжение на затворе, N_d – концентрация донорной примеси, – диэлектрическая проницаемость полупроводника.

То есть, при увеличении концентрации донорной примеси происходит уменьшение ширины обедненной области, отсюда, большее число электронов участвует в токопереносе, значит, значение тока и крутизны возрастает, значение напряжения стока, необходимое для смыкания канала, также растет, то есть получаем большие значения напряжения, на которое приходится насыщения тока.

Также стоит заметить, что при увеличении концентрации донорной примеси увеличивается число свободных носителей заряда (электронов), и, соответственно, напряжением на затворе мы можем влиять на большее число носителей заряда, как следствие – возрастание крутизны ВАХ.