4.1.2 Grenzschichtkopplung



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4.1.2 Grenzschichtkopplung

 

Ein für das CP-Experiment in der Dünnfilm SOI -Diode sehr wichtiger Parameter ist die Substratspannung , die den Zustand des Backinterface steuert. Entsprechendes gilt bei Vertauschung der Rollen beider Grenzflächen für das Frontinterface.
Das Backinterface ist für hohe positive Werte von in Inversion, für hohe negative in Akkumulation und für geringe Werte beider Polarität von in Depletion. Im Falle von Inversion oder Akkumulation am Backinterface bewirkt die Inversions- oder Akkumulationsschicht ebendort ein Festhalten des elektrostatischen Potentials. Das bedeutet, daß selbst bei einem sehr dünnen Siliziumfilm und einer hohen Amplitude der Frontgate-Spannung die Potentialvariationen des Backinterface sehr gering sind. Diese Potentialvariationen reichen nicht aus, ein akkumuliertes Backinterface während einer Halbperiode der Frontgate-Spannung zu invertieren bzw. ein invertiertes Backinterface während einer Halbperiode der Frontgate-Spannung zu akkumulieren; mit anderen Worten, der CP-Effekt tritt am Backinterface nicht auf und die beiden Grenzflächen sind potentialmäßig entkoppelt.
Die Verhältnisse liegen anders, wenn das Backinterface in Depletion ist. In diesem Fall tritt eine Potentialkopplung beider Grenzflächen auf, deren Ausmaß in erster Linie von der Substratdotierung abhängt. Auch das Profil einer allfälligen Kanalimplantation hat darauf Einfluß, doch wird im folgenden stets eine homogene Substratdotierung angenommen. Bei einer niedrigen Filmdotierung erstreckt sich die Depletionszone unter dem Frontgate über den gesamten Film bis zum Backinterface. In diesem Fall ist die Potentialkopplung zwischen beiden Grenzflächen so stark, daß Ladungsträger über die Grenzflächen-Störstellen des Backinterface simultan mit denen des Frontinterface gepumpt werden. Das CP-Signal setzt sich nunmehr aus den Rekombinationsströmen beider Grenzflächen zusammen und wird entsprechend größer. Für eine Parameterextraktion ist dieser Fall ungünstig, da eine getrennte Bestimmung der Parameter beider Grenzflächen nicht mehr möglich ist.



Martin Stiftinger
Fri Oct 14 21:33:54 MET 1994