Structure MOS - CCD

Introduction - Définitions

Description

Fonctionnement

Structure MOS réelle

Dispositifs CCD

Conclusions Exercices


Structure MOS- Dispositifs C.C.D. 7.3 Fonctionnement.

 

7.3.2. La structure M.O.S. en régime de désertion.

Considérons toujours la même structure métal-SiO2-Si'P' :

On applique une tension légèrement positive : VG > 0, sur l'électrode métallique il apparaît une charge positive :

Qm > 0

Par effet d'influence les trous sont repoussés de l'interface isolant-semiconducteur, il se crée une charge négative due à la ZCE d'épaisseur W telle que (hypothèse de SHOCKLEY) :

(C. cm-2)

Il se forme une désertion des porteurs majoritaires à l'interface isolant-semiconducteur. C'est le régime de désertion.

Un calcul identique à celui effectué dans la jonction PN donne la valeur du potentiel de surface :

(V.)

et le potentiel dans le semiconducteurs évolue de la façon suivante :

Toute variation de la charge sur l'électrode métallique sera compensée par une une variation de l'épaisseur W de la zone désertée dans le semiconducteur.

La capacité de la structure en régime de désertion Cdes est la somme de :

  • la capacité de l'isolant :Ci = ei/xi
  • de la capacité de la ZCE CW = es/W

placées en série.

1/Cdes = 1/Ci + 1/CW

avec :

VG = Vi + Vs et

Vi = Qm/Ci = q NA W/Ci

on trouve :

(pf-1cm2 )

On retrouve la même propriété que la capacité d'une jonction polarisée en inverse :

Cdes = K VG-1/2

Le temps de relaxation des porteurs majoritaires étant très faible (qq. picosecondes), une variation très rapide de la charge de l'électrode de métal sera compensée par une variation aussi rapide de l'épaisseur de la ZCE. La valeur de la capacité est la même en B.F. (qq. Hz) qu'en H.F. (qq. MHz).

En régime de désertion , la capacité de la structure est égale à la capacité de l'isolant (constante) en série avec la capacité de la zone de désertion (qui varie en fonction de la tension appliquée sur la structure). La valeur de cette capacité est indépendante de la fréquence de mesure.

Capacité MOS fonction de la polarisation : http://jas2.eng.buffalo.edu/applets/education/mos/mosCap/biasBand10.html

Charge, champ électrique potentiel dans une capacité MOS : http://jas2.eng.buffalo.edu/applets/education/mos/mosCap/biasPot10.html

Structure MOS - CCD

Introduction - Définitions

Description

Fonctionnement

Structure MOS réelle

Dispositifs CCD

Conclusions Exercices


page_prec Structure M.O.S.- Dispositifs C.C.D. .page_suiv Retour à la table des matières


Dernière mise à jour : le   07-Mai-2004 Auteur : Bernard BOITTIAUX