4.1.3 Oxidladungen



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4.1.3 Oxidladungen

 

Fixe Oxidladungen sitzen ortsgebunden in der Grenzschicht zwischen Halbleiter und Gate-Isolation und sind für die -Kombination positiv geladen [Wan89]. Als Flächenladung angegeben, bewirken sie eine Verschiebung der Threshold-Spannung hin zu negativeren Werten. In der Subthreshold-Kennlinie in Abb. 4.4 - Drainstrom logarithmisch über Gate-Source-Spannung aufgetragen - erkennt man die Parallelverschiebung der Kennlinien in Abszissenrichtung.

  
Abbildung: Auswirkung der fixen Oxidladungen: Subthreshold-Kennlinie bei für verschiedene Oxidflächenladungsdichten .

Die Dichte der fixen Oxidladungen ist im wesentlichen von einer sorgfältigen Fertigung des Gate-Oxids bestimmt. Als Maßnahme zur Verbesserung der Oxidreinheit hat sich Reoxidation, also das zweimalige Aufwachsen des Gate-Oxids etabliert. Meist werden die Dopanden der Kanalregion durch das erste Oxid implantiert. Da die Qualität der Fertigungsanlagen und -verfahren ständig zunimmt, ist die Oxidladungsdichte gesunken. Heute übliche Werte sind zwischen und einfach geladene Störstellen je .

Zwei Beispiele sollen die Auswirkung der fixen Oxidladungen auf die Threshold-Spannung quantifizieren: Bei einer heutigen Sub--Technologie mit einer typischer Oxiddicke von und einer Dichte der fixen Störstellen bewirkt dies eine Verringerung der Threshold-Spannung um , bei einer älteren -Technologie mit ihren Werten von und hingegen noch das zwanzigfache.



Martin Stiftinger
Mon Oct 17 21:16:53 MET 1994