Ano ang MOS Capacitor?

Ano ang MOS Capacitor?

Inilalarawan ang MOS Capacitor

Ang MOS ay nangangahulugang Metal Oxide Semiconductor. Ang isang MOS capacitor ay binubuo ng katawan o substrate ng semiconductor, insulator, at metal gate. Karaniwan, gawa ang gate mula sa malamig na dinurungan n+ poly-silicon na gumagana tulad ng metal. Ang silicon dioxide (SiO2) ang ginagamit bilang dielectric material sa pagitan ng mga plato ng capacitor, kung saan ang metal at semiconductor layers ang gumagamit bilang dalawang plato.

Ang kapasidad ng isang MOS capacitor ay nagbabago depende sa voltage na inilapat sa kanyang gate terminal, na karaniwang grounded ang katawan sa panahong ito.

Ang flat band voltage ay isang mahalagang termino na may kaugnayan sa MOS capacitor. Ito ay inilalarawan bilang ang voltage kung saan walang charge sa mga plato ng capacitor at kaya wala ring static electric field sa pagitan ng oxide. Ang inilapat na positibong gate voltage na mas malaki kaysa sa flat band voltage (Vgb > Vfb) ay nag-iinduce ng positibong charge sa metal (poly silicon) gate at negatibong charge sa semiconductor. Ang mga negatibong chargado na elektron lamang ang magagamit bilang negatibong charges at sila ang nakakalap sa ibabaw. Ito ang kilala bilang surface accumulation.

Kung ang inilapat na gate voltage ay mas mababa kaysa sa flat band voltage (Vgb < Vfb), ang negatibong charge ay nagiging induced sa interface sa pagitan ng poly-silicon gate at oxide at positibong charge sa semiconductor.

Ito ay posible lamang sa pamamagitan ng pagtulak ng mga negatibong chargado na elektron mula sa ibabaw, na nagpapakita ng mga fixed na positibong charges mula sa donors. Ito ang kilala bilang surface depletion.

Bagama't hindi malawakang ginagamit ang MOS capacitor nang hiwalay, ito ay integral sa MOS transistors, na ang pinaka malawakang ginagamit na semiconductor devices.

Ang typical na capacitance-voltage characteristics ng isang MOS capacitor na may n-type body ay ibinigay sa ibaba,

Capacitance vs. Gate Voltage (CV) diagram ng isang MOS Capacitor. Ang flatband voltage (Vfb) ang naghihiwalay sa Accumulation region mula sa Depletion region. Ang threshold voltage (Vth) ang naghihiwalay sa depletion region mula sa inversion region.