2004年08月30日

直列容量

お待たせしました(とはいっても待っている人はそんなに多くないとは思うが)、超久しぶりの更新です。いまだリハビリから抜け出せない状況ですが、オリンピックも終わったことだし、徐々にスタートしていきます。

現場の匠の技のような話だと比較的入りやすかったりするが、再スタートが物理の勉強のままだというのが、これまた億劫になる理由の一つであったりする。まあ、しかたがない、この手の話が終わるまで我慢するしかなかろう。

さて、前回最大空乏層電荷が終わったところで、今回からいよいよCV特性に入るといいましたが、まずはその準備段階でMOS構造のキャパシタンス容量の話から始める。

以下の図で説明しよう。

直列容量

まず左上のMOS構造の簡単な模式図から。構造は左側の網掛けがゲート電極(Poly SiやAlなど)で右側の点々がSi基板となっていて、あとは図に記してあるようにゲート酸化膜がサンドイッチ構造にされていて、Si基板側に空乏層ができているといった状況だ。

このときのゲート電圧をVgとしてSi基板側はグランドに接地されているとする。

この場合MOSキャパシタの容量(正確に言うと単位面積当たりの静電容量なのだが省略して容量とする)はどうなっているかというと、図の下にある記号で表したように、ゲート酸化膜の容量と空乏層の容量が直列に接続された容量になっている。

このときのゲート酸化膜容量は右上の式のように、誘電率とゲート酸化膜厚Xoxで計算できる。また、空乏層容量は誘電率と空乏層幅Xdで計算できる。

ちなみに図を見ると分かるのだが、ゲート電圧Vgはゲート酸化膜にかかる電圧VoxとSi基板にかかる電圧Vsに分散されていて、Vg=Vox+Vsってな関係になっている。

今回はやみあがり状態なのでここまで。次回に続く。次回は反転層が形成されるところの閾値電圧の話かな。
posted by ピッコロ大魔王 at 10:50| Comment(2) | TrackBack(0) | 物理 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
はじめまして。製造工程などを参考にさせてもらっています。ところで、バイポーラTrの用語でGummelというのは
どういう意味でしょうか?調べたところ人の名前ということはわかったのですが、順方向Gummel、逆方向Gummelという使われ方です。バイアスという意味合いでしょうか?
Posted by KKK at 2004年11月19日 15:57
KKK様

Gummelプロット(Plot)などと調べてみてはどうでしょう。

SpiceシミュレーションなどではGummel-Poonモデルなんてのも出てきます。

ピッコロ
Posted by ピッコロ大魔王 at 2004年11月20日 10:01
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