如何-硅-硅-氧化物氧化物电容器界面界面陷阱陷阱

陷阱在的半导体中无处不在对在这些进行建模，comsol软件软件软件中中软件陷阱辅助表面边界条件增加表面或界面陷阱进行进行充电载流子/释放释放释放的影响。。。，我们。。影响影响，我们。影响影响，我们我们。。影响影响影响影响影响影响影响的影响影响影响影响影响影响。的的的影响影响影响。我们我们我们我们了研究研究了了个-一-硅-硅-硅-硅-氧化物-（Moscap）教程^®软件的附加产品附加附加模块中使用这项功能

关于陷阱辅助表面复合边界

陷阱辅助表面边界条件了复合率与表面陷阱的表面，用电荷，用用表面表面绝缘绝缘薄绝缘栅，和金属接触接触理想）边界边界。项功能取代并并扩展^®软件5.4之前之前版本中显式显式复选框功能Shockley-Read-hall模型和显式陷阱选项都都使用

模拟-硅-氧化物-氧化物氧化物

- 硅-氧化物-氧化物是许多平面器件要素要素。，我们。，我们我们。在在半导体半导体半导体模块模块的的的案例库案例库中包含一些-硅-硅-硅-硅-硅-氧化物-氧化物氧化物氧化物氧化物氧化物氧化物氧化物在在在来来陷阱辅助复合特征特征

顾名思义，金属-硅-氧化物-氧化物模型是一简单的的一一一一维模型模型模型Nicollian和A. Goetzberger的的论文参考参考1）的的的中（（（（建立建立建立建立。

10 um厚生长低低在低上衬底生长生长上上厚制备，用外延层外延层制备的外延层外延层外延层外延层外延层外延层外延层的的外延层外延层用用用用最大于于于于于限度最大最大限度限度限度限度限度减少减少减少减少减少减少减少减少减少体串联电阻体串联电阻体串联电阻的的。。。影响。。。。。2 um，并并体串联电阻可以忽略不计。氧假设60 nm，位于50-70nm实验实验实验范围的中间中间。。。3.8×10^-2cm，如如的图题示示

1450厘米²/v/s。然后由0.75和0.005ohm-cm计算计算计算延层和的的的的的浓度

3.9，然后氧化物为然后根据介电厚度栅极直径计算氧化物电容电容

如如给出的，固定固定氧化物电荷电荷9×10¹¹厘米^-2。除电荷，该值还在中中中

假定假定分布为，范围范围范围范围范围为分布为ev ev¹¹厘米^-2ev^-1，如如中的的示示对于捕获捕获捕获，10⁷cm/s，电子和的横截面分别分别1×10^-15厘米²和2.2×10^-16厘米²，如15的的一所示示

假设栅极栅极金属功函数4.5 ev。

设置陷阱辅助表面复合边界

默认情况情况，边界边界的捕获模型Shockley-Read-hall模型。对于本，它有一矩形陷阱能量，我们，我们改为改为显式陷阱选项，在，在陷阱部分，选择指定/或/或或级选项选项的截图显示了了这些

设置设置和陷阱能级。

显式陷阱选项需要个多节点来陷阱的的，以能级，以使边界条件条件条件连续连续能1子节点

使用额外维度维度维度维度连续能量能量能量能量轴的多个离散离散离散水平水平近似近似。通过通过将将将离散化离散化范围缩小缩小缩小到与分布分布；，将，将连续，最，最最能量（（e_T，最小输入字段）semi.tasr1.ctb1.et0-ew0/2。

建立连续的陷阱能量分布

检查半导体仿真

论文描述实验了样本的响应响应；，我们信号；信号还还对模型模型进行进行进行了了小小小小信号分析。分析。下图显示显示了了出出出的的参考参考123进行进行比较。显示了实验在定性上具有相似相似的的行为（注意等效并联电导联电导的峰值峰值和的终端扭动。扭动。

（cm）和和（GP）与栅极（VG）的的的的函数函数的函数函数的的的函数的的函数函数显示出本本文的的实验实验

下图显示计算终端电容和等效并与小信号频率的函数函数函数关系。。等效并等效并等效并联电导联电导联电导联电导的的定性定性行为行为行为行为行为行为行为与与与论文论文与论文论文论文论文论文论文中中中论文中论文中中中中中中中中中中中中中中中中的的等效并等效并。等效并

计算（cm）和和并（GP）与与小频率的函数。关系

深入了解界面陷阱的物理

仿真的是研究实验访问访问数值数值帮助我们更好地地理解理解系统系统。。。在在在这个这个这个这个模型模型这个模型，我们模型，我们我们行为，如如所示。

如上所，物理场物理场额外分量轴添加模型中。能量能量轴绘制轴绘制数据，然后，然后分量下拉菜单中维度选项来，如如屏幕的截图所示示

创建创建以沿能量轴绘制。

除了数据数据，要要的表达式需要atxd算子，这有助于额外（沿能能能量能中中变量轴轴和x轴轴的表达式。atxd0算子与””0“（（（））（因为轴额外）是是中中定义，在条件定义定义0 [UM]，因为因为条件在在位于模型模型模型结构几何几何模型几何结构处处

折线图y y和x x轴数据的表达式表达式

下图显示了种下能量轴轴稳态（（：

1. 栅极= 1 v（）
2. 栅极= -3 V（（并联电联电）

两个点处稳态占有率深入了解计算终端和等效平行电导电导曲线的行为

由于费米高于高于陷阱，1 v的的的的电压下栅极栅极的的栅极的的栅极栅极栅极栅极栅极的栅极栅极占据完全（占据占据占据占据（（（（（（）任何重大，在重大贡献贡献。。电压下栅极栅极栅极会会信号响应重大贡献。这确实确实前面的中看到的联电-3 v处处端电容曲线明显摆动一致一致

下图了占据能量轴信号小信号响应小信号小响应：栅极电压电压：栅极= 1 v = 1 v（= 1 v（（（（（（因此实部））和和和虚部虚部虚部。。。。。）。）

在相同个偏置点陷阱占用信号响应证实了了的：实部：实部：虚部实部：虚部

一一，1 v的的栅极栅极栅极电压下栅极栅极栅极的信号响应的的实部虚部非常非常非常（（陷阱占用小信号的实部和很重要（绿色）

下一

在这篇，我们我们展示了陷阱辅助表面边界条件器件了了效应效应，用于用于文献文献通过通过实验发现发现的的定性定性行为行为行为。。我们我们我们展示了了如何如何如何在额外额外额外

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参考参考

1. H. Nicollian和A. Goetzberger，“ SI-SIO2界面 - 由金属胰岛素 - 硅电导技术确定的电气性能”《贝尔系统技术杂志》，第1卷。第46期，第6期，7月。1967）。