杂质不完全离化对MISiC气体传感器的影响.pdf

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1、2010年第29卷第9期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)67杂质不完全离化对MISiC气体传感器的影响王巍，代作海，王晓磊，唐政维，徐洋，王平(1．重庆邮电大学光电工程车院。重庆400065；2．重庆邮电大学自动化学院，重庆400065)摘要：研究了杂质不完全离化对金属一绝缘体一碳化硅(MISiC)传感器性能的影响。考虑到Pool—Frenkel效应和外加电场的作用，建立了MISiC器件空间电荷区泊松方程。运用准中性近似，对所建立的泊松方程进行数值计算，得到了空间电荷区的电势分布，进而得到MISiC传感器的

2、，．与C—V特性。实验结果表明：室温下SiC器件中杂质不完全离化，随着温度的升高，杂质离化率增大。在外加电场的作用下，杂质的离化率增加，并最终导致MISiC器件，-与C—V曲线的移动。关键词：金属一绝缘体一碳化硅；杂质离化；泊松方程；Pool-Frenkel效应；气体传感器中图分类号：TN384文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)09-0067--03InfluenceofdopantincompleteionizationonMISiCgassensorWANGWei，DAIZuo—hai，WANGXiao—lei，TANGZheng—wei，

3、XUYang，WANGPing(1．CollegeofElectronicsEngineering，ChongqingUniversityofP0stsandTChongqing400065，China；2．SchoolofAutomation，ChongqingUniversityofPostsandTelecommunications，Chongqing400065，China)Abstract：Theinfluenceofincompleteionizationoncharacteristicsofmetal—insulator—SiC(MISiC)gass

4、ensorisstudied．Possion’SequationinspacechargeregionofMISiCdevicesisbuiltupbytakingPool—Frenkeleffectandelectricfieldintoaccount．ThepotentialdistributionofMISiCiSachievedbythenumericalsolutionofthePossion’Sequation，thentheI-VandC—VcharacteristicsofMISiCgassensorarealsogot．Theresultssho

5、wthatthedopantinSiCcan’tbecompletelyionizedatroomtemperatureandtheionizedratiowillbeincreasedastemperaturerises．Inaddition，theionizedratiowillbeincreasedwhentheelectricfieldexists，whicheventuallycausestheshiftofthedevice’SI-VandC—Vcharacteristicscurve．Keywords：metal—insulator·SiC(MISi

6、C)；dopantionization；Possion’Sequation；Pol-Frenkeleffect；gassen—Snr0引言人的研究表明：杂质不完全离化会引起SiCMOS结构的金属一绝缘体一碳化硅(metal—insulator．SiC，MISiC)结构C—曲线移动和Kink效应的出现。一般情况下，对于SiC的气体传感器具有耐高温、易于集成、响应速度快等特点，的不完全离化问题的处理是基于半导体中的准中性条件，在汽车电子、军事工业以及航空航天等领域都具有广泛的其中杂质的离化能取为恒定值。这种方法在解决SiC内中应用前景。而SiC材料中杂质离化能较大，因

7、而，杂质性区杂质的不完全离化问题时是准确的。当有电场存在离化程度受温度的影响较大，在常温条件下，SiC器件中的时，电场会造成杂质离化能的降低，就无法利用常规方法对杂质元素不能完全离化。而杂质的离化程度又与器件的电SiC空间电荷区中的杂质离化进行分析。学特性有着密切的关系。因此，杂质不完全离化现象对本文在全面考虑影响SiC中杂质离化因素的基础上，MISiC传感器的性能有很大的影响。对6H—SiC中杂质的不完全离化进行了分析，研究了电场对许多学者对SiC中杂质不完全离化对器件影响进行了杂质离化的影响，在MISiC空间电荷区运用电中性条件，对研究。LadesM等人的研究

8、表明：杂质