0411 IDEC 강의 반도체 소자 (2) - MOS Charge Control

https://www.idec.or.kr/edu/apply/view/?&type=list&no=1953

metal oxide silicon

P type 실리콘

work function - fermi level 까지의 깊이

 

p타입 반도체인데 밴드가 휘므로 홀이 deplete되어있는 상태가 됨

+전압을 가하면 밴드가 더 휘어짐

표면에 electron이 생성 - inversion된 electron channel에 의해 전류적인 동작이 가능해짐

 

아래 방향으로 휘던 애가 위로 휘게 됨

그 사이에서는 band가 flat한 구간이 나올것이다

그때의 전압을 flat band voltage라고 한다

표면을 보면 valence band edge에서 홀들이 많이 차는 것을 확인가능

surface accumulation이라고 함

(b) 그림 - charge 의 분포

그림 8.5

E와 potential은 극성이 반대

여전히 홀이 deplete됨 - 남아있는 차지들은 minus charge

차지의 분포의 모양은 (b)처럼됨 

폭 xd

Surface inversion

한번 적분하면 electric field

Permittivity의 차이 때문에 gap이 생김

기울기가 높다

charge의 양은 적지만 넓게 분포

적분하면 C처럼 됨

한번더 적분하면 (d) 그래프의 potential이 됨

연속적인 함수의 모양이 된다

우리의 관심은 inversion보다는 전압 인가에 따른 channel 형성이다

ps * ns = ni^2

 

절대값 = 극성에는 신경 안쓴다는 의미

n layer를 통해 Vc 별도의 가상 전압을 붙여서 

surface invesion layer의 또다른 전압 컨트롤이 되게 만듬

Vc가 Vb보다 크면 역방향 전압이 걸림 - depletion 이 넓어짐

equibrium 상태에서는 전압이 조금 필요했는데 

Vc때문에 더많은 전압이 필요 - nonequibrium

surface inversion을 유지하기 위해 더 큰 전압

맞닿아있는 oxide의 permittiviaty * electric field = Es * Epsilon s0