6.5.1 Das explizite Gate-Drain-Kapazitätsmodell



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6.5.1 Das explizite Gate-Drain-Kapazitätsmodell

 

Das Gate-Drain-Kapazitätsmodell muß das Verhalten der Grenzschicht Driftzone-Gateoxid beschreiben. Diese Grenzfläche befindet sich für den Spannungsbereich oberhalb der Schwellspannung des DMOS-Transistors in Akkumulation. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß die Einsatzspannung im Kanalbereich für DMOS-Technologien (die Technologie bestimmt die Grenzflächen- und Oxidladungen im Kanal- und Driftzonenbereich) und für die üblichen Kanaldotierungskonzentrationen oberhalb der Flachbandspannung der Driftzone liegt. Diese Flachbandspannung wird neben der Differenz in den Austrittsarbeiten zwischen dem -Silizium der Epi-Schicht und dem -Polysilizium des Gatekontakts durch die Grenzflächen- und Oxidladungen bestimmt und ist nahe Null oder leicht negativ (siehe [6] oder Abb. 7.10 bis Abb. 7.13). Da die ,,Schwellspannung der Driftzone`` (Übergang Inversion-Verarmung der Grenzfläche Driftzone-Gateoxid) daher deutlich negativ ist, ist es lediglich notwendig, zusätzlich das an die Akkumulation anschließende Gebiet der Verarmung der Driftzonengrenzfläche zu beschreiben. Das Modell vernachlässigt also das Gebiet der Inversion der Driftzonengrenzfläche. Der Übergang zu diesem Bereich liegt allerdings, wie gesagt, bei einer deutlich negativen Gatespannung (siehe Abb. 7.10 bis Abb. 7.13).

Oberhalb der über die Grenzflächenladungen (diese sind ein Modellparameter) verschiebbaren Flachbandspannung der Driftzonengrenzfläche kann in diesem einfachen Ansatz eine Gleichung analog zu Gleichung 6.107 verwendet werden, darunter ein Zusammenhang analog zu Gleichung 6.106:

 

ist die Fläche der Grenzfläche Driftzone-Gateoxid. Die Gate-Drain-Kapazität kann als Ableitung nach errechnet werden. Dieses Modell ist für Gatespannungen kleiner als die ,,Schwellspannung der Driftzone`` nicht mehr gültig.



Martin Stiftinger
Wed Oct 5 11:53:06 MET 1994