二端 MOS结构基础作用及其特性分析

二端 MOS结构

在由简单的MOS结构向完整的MOS晶体管逐步推导的过程中，本章先考虑二端 MOS结构。这种结构常称为“MOS电容”，示于图2.1。制造这种结构，应先准备p型或n型半导体材料，这种材料称为衬底或本体，并从现在起假设是硅，通常掺杂浓度是10²至10⁴μm^-3（第6章前只考虑均匀掺杂的衬底）。先在衬底上面生成一层绝缘物，通常为二氧化硅（SiO2），简称“氧化层”，它的厚度一般是0.01至0.1μm。然后再在绝缘层上面形成第三层，称为栅。栅不是由金属（通常是铝）制成，就是由多晶硅制成。多晶硅属于非单晶硅材料，确切地说，它由许多小区域组成，在每个区域内部原子排列是有规律的，而在相邻区域的边界上，这种规律性就被打乱了。这种材料通常经过n型或p型重掺杂（例如10⁸μm^-3）；为简单起见，仍称它为多晶硅或者干脆称“poly”。MOS结构的制造工艺将在第10章中详细讨论。

上述三层结构常常用缩写MOS来表示，代表“金属-氧化物-半导体”，它与实际上栅是否由金属制成或绝缘层是否是二氧化硅无关。也可使用另一种更合适的缩写MIS来表示，它代表“金属-绝缘体-半导体”。在只用金属制造栅的那些年代里，普遍使用术语“半导体”称呼衬底材料，这是不会含糊的。尽管现在栅也可以用多晶硅制成了，但上述习惯缩写（MOS或MIS）至今仍在继续使用。

二端MOS结构已是多年来广泛研究的主题，这类研究已使我们对此结构有了详细的了解，并且弄清楚了许多困扰早期产品质量的不良效应的根源，由此发展了更好的制造方法，这些方法极大地减少了这类不良效应，从而才使制造高性能的MOS晶体管成为可能。关于二端MOS结构的详细研究及有关的历史在别处可以找到^［1］。这里我们将只讨论与本书目的直接有关的一些方面。我们将考虑当栅和衬底之间加上电压后，在二端MOS结构中（假定用现代工艺制成）所产生的各种各样的电势和电荷。我们也将考虑此结构的电容特性。我们将把所得的结果推广到后面的（更复杂的）MOS晶体管的讨论中去。

联系方式：邹先生

联系电话：0755-83888366-8022

手机：18123972950

QQ：2880195519

联系地址：深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1

请搜微信公众号:“KIA半导体”或扫一扫下图“关注”官方微信公众号

请“关注”官方微信公众号:提供  MOS管  技术帮助