МДП-конденсатор

МДП-структура (Металл/SiO ₂ / p -Si) в вертикальном МДП-конденсаторе

МДП -конденсатор представляет собой конденсатор, образованный из слоя металла , слоя изолирующего материала и слоя полупроводникового материала. Свое название он получил от названия структуры металл-изолятор-полупроводник (МДП). МОП Как и в случае со структурой полевого -транзистора , по историческим причинам этот слой также часто называют МОП-конденсатором, но конкретно это относится к оксидному изоляционному материалу.

Максимальная емкость C _MIS(max) рассчитывается аналогично пластинчатому конденсатору:

$C_{\mathrm {MIS(max)} }=\varepsilon _{0}\varepsilon _{r}\cdot {{A} \over {d}}$

где :

• ε _r изолятора. - относительная диэлектрическая проницаемость
• ε ₀ — проницаемость вакуума диэлектрическая
• А – это площадь
• d - толщина изолятора

Способ производства зависит от используемых материалов (возможно даже, что полимеры могут использоваться как в качестве изолятора, так и в качестве полупроводниковых слоев). ). Мы рассмотрим пример неорганического МОП-конденсатора на основе кремния и диоксида кремния . На полупроводниковую подложку наносится тонкий слой оксида (диоксида кремния) (например, термическим окислением или химическим осаждением из паровой фазы ), а затем покрывается металлом.

Эта структура и, следовательно, конденсатор этого типа присутствуют в каждом полевом МДП-транзисторе, таком как МОП-транзисторы . Для постепенного уменьшения размеров структур в микроэлектронике требуются все более тонкие слои изоляции (чтобы сохранить ту же емкость на меньшей площади). Однако при толщине оксида ниже ~ 5 нм возникают паразитные утечки из-за туннельного эффекта. использование так называемых диэлектриков с высоким κ По этой причине исследуется в качестве изоляционного материала.

В исследованиях и разработках МОП-транзисторов МДП-конденсаторы широко используются в качестве относительно простого испытательного стенда, например, для изучения процесса изготовления и свойств новых изоляционных материалов, для измерения токов утечки и заряда до пробоя, для получения значения плотности ловушки, для определения проверьте различные модели для перевозки грузов. Кроме того, конденсаторы часто включаются в учебные курсы, особенно для обсуждения их состояний заряда (инверсия, истощение , накопление), которые также встречаются в более сложных транзисторных системах.