Расчет параметров транзистора со структурой металл-окисел-полупроводник

Министерство образования Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра ПП и МЭ

Курсовая работа по дисциплине: «Твердотельная электроника»

Расчет параметров транзистора со структурой металл-окисел-полупроводник

Выполнил: Бойков А.П.

Факультет: РЭФ

Группа: РЭ 3-91

Проверил: Макаров Е.А.

Дата защиты: «   » 2011г.

Отметка о защите:

Новосибирск 2011

Содержание:

• Задание на курсовую работу…………………………………………………стр.3-4

• Пояснительная записка……………………………………………………….стр.5

• Теоретические сведения………………………………………………………стр.6

• Конструкция и принципы работы МДП-транзисторов с индуцированным p-каналом………………………………………………………………………стр.6-7

• Топология………………………………………………………………………стр.7

• Выходные ВАХ……………………………………………………………......стр.8

• Передаточные ВАХ…………………………………………………………стр.8-9

• Частотные свойства…………………………………………………………стр.9-10

• Основные электрические параметры……………………………………..стр.10-11

• Параметры МДП транзистора……………………………………………….стр.11

• Физические константы……………………………………………………стр.12-13

• Семейство входных и выходных характеристик…………………….....стр.14-15

• Зависимости параметров от легирования подложки………………………стр.15

• Зависимость удельной крутизны от концентрации примеси в подложке………………………………………………………………………стр.16

• Зависимость порогового напряжения от концентрации примеси в подложке……………………………………………………………………...стр.17

• Зависимость коэффициента влияния подложки от концентрации примеси в подложке………………………………………………………………………стр.18

• Зависимость параметров от толщины диэлектрика………………...………стр.19

• Зависимость порогового напряжения от толщины диэлектрика……..……стр.19

• Зависимость удельной крутизны от толщины диэлектрика………………..стр.20

• Зависимость коэффициента влияния подложки от толщины диэлектрика……………………………………………………………………стр.20

• Рассчитанные значения……………………………………………………….стр.21

• Список литературы……………………………………………………………стр.22

Министерство образования Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра  Полупроводниковых приборов и микроэлектроники

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Студент__________Бойков А.П._____________Код_____________Группа_____РЭ 3-91___

фамилия, инициалы

1. Тема:    Расчет параметров транзистора со структурой металл-окисел-полупроводник

1.  Срок предоставления проекта (работы) к защите

«___»_____________2011 г.

2.  Исходные данные для проектирования

По заданным концентрациям и глубинам залегания переходов рассчитать пороговое напряжение  и удельную крутизну транзистора, построить передаточную и  три выходных характеристики транзистора при разных напряжениях на затворе. 

4.  Содержание пояснительной записки курсовой работы:

Титульный лист и лист задания на курсовую работу.

Расчеты основных электрических параметров.

Вольтамперные характеристики.

5.  Перечень графического материала

Физическая структура транзистора с обозначениями областей и глубин залегания слоев и переходов.

Топология транзистора.

Передаточная и выходные характеристики транзистора.

Зависимости основных электрических параметров от толщины диэлектрика и концентрации акцепторов  в подложке

Руководитель проекта (работы)                                            Макаров  Е.А.

подпись, дата                                                      инициалы, фамилия

Задание принял к исполнению  __________________  «___» ________________ 2011 г.

подпись

Новосибирск 2011.

Министерство образования Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

                                              «Твердотельная электроника»____________________________

наименование учебной дисциплины на тему: ________ Расчет параметров транзистора со структурой металл-окисел-полупроводник                                               

Автор  ______________________Бойков А.П.______________________________________

подпись, инициалы, фамилия

__________________________________________________________________________

Специальность ___________________210100                                                                           

Электроника и микроэлектроника_______________________________________________

номер, наименование

Факультет ___________РЭФ________________группа__________РЭ 3-91____________

Руководитель ________________________               ______Макаров Е.А._____________

подпись, дата                                                                                инициалы, фамилия

Работа  защищена ____________________ Оценка_______________________ дата

Новосибирск 2011.

Теоретические сведения.

МОП (металл-оксид-полупроводник) транзистор - разновидность МДП полевого транзистора  - полупроводникового прибора, в котором ток изменяется в результате действия, направленного нормально к поверхности полупроводника, электрического поля создаваемого сигналом. В МОП-транзисторах в качестве диэлектрика используется оксид; в кремниевом полупроводнике – обычно двуокись кремния SiO_2.

Полевые транзисторы обладают лучшими частотными и температурными свойствами, а также большей радиационной устойчивостью, чем БТ. В частности, температурная устойчивость объясняется как раз типом носителей тока – основные. Их концентрация определяется степенью легирования и не зависит от температуры. Увеличивается лишь сопротивление проводящего канала.

Полевым транзисторам присущ еще целый ряд ценных качеств:

- производство этих приборов проще в силу меньших габаритов;

- малая потребляемая мощность;

- высокое входное сопротивление (свыше 10 МОм);

- на базе полевых транзисторов легче создавать запоминающие устройства.

Конструкция и принципы работы МДП-транзисторов с индуцированным p-каналом.

Основная структура МДП-транзисторов показана на рис.1. Этот четырёх полюсный прибор состоит из полупроводниковой слаболегированной подложки p-типа, в которой сформированы, непрерывно с помощью ионной имплантации, две высоколегированные n-области – сток (1) и исток (2). Металлический электрод, отделённый от подложки слоем окислов называется затвором. Металлические выводы 3,4 образуют омические контакты. Под затвором расположен тонкий окисел 7.

В кремниевых интегральных схемах отдельный МДП-транзистор окружён, в целях безопасности, областью с толстым углубленным слоем окисла 8, охватывающим транзистор с боковых сторон, который называется пассивирующим или полевым (в отличие от тонкого слоя подзатворного диэлектрика).

Окисел 8 ограничивает канал и в направлении, перпендикулярном движению дырок, определяя ширину канала.

Под разделительными областями 8 расположены сильно легированные слои 9 р-типа, предотвращающие образование инверсных слоев n-типа, которые могли бы вызвать паразитную связь между соседними транзисторами, например, между областями