Optimierung der elektrischen Eigenschaften von lateralen ...
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114 Kapitel 5 Dynamisches Verhalten <strong>von</strong> SJ‐LDMOS‐Transistoren<br />
_________________________________________________________________________________________________________________<br />
Abb. 5.2 skizziert gemäß Gl. (5.4) den Verlauf <strong>der</strong> MOS‐Kapazität CK in Abhängigkeit<br />
p<br />
<strong>der</strong> Gatespannung UGS. Man kann demzufolge sagen, dass für UGS < U FB eine<br />
Anreicherung <strong>von</strong> Löchern im Kanal auftritt, so dass CK ungefähr mit <strong>der</strong> konstanten<br />
Oxidkapazität Cox gleichzusetzen ist. Im Verarmungsbereich ( U < UGS < UGS(TH))<br />
p<br />
FB<br />
hingegen werden die Löcher <strong>von</strong> <strong>der</strong> Kanaloberfläche in das Volumen (<strong>der</strong> p‐Basis)<br />
abgedrängt und zugleich eine Raumladungszone <strong>von</strong> ionisierten Akzeptoratomen<br />
zurücklassen, die für den Ausgleich <strong>der</strong> Gateladung sorgen. Die Tiefe <strong>der</strong> Raumla‐<br />
dungszone unterhalb <strong>der</strong> Kanaloberfläche ist umso größer, je höher die Spannung<br />
UGS steigt, Dies bedeutet, dass sich CK nun aus <strong>der</strong> Serienschaltung <strong>der</strong> konstanten<br />
Oxidkapazität Cox und <strong>der</strong> mit wachsendem UGS abnehmenden Raumladungszonen‐<br />
Kapazität CRLZ zusammensetzt. Folglich ist ein Absinken <strong>von</strong> CK im Verarmungsbe‐<br />
reich zu erkennen. Erst bei <strong>der</strong> Einsatzspannung UGS(TH) hält die Vertiefung <strong>der</strong><br />
Raumladungszone an und eine dünne Inversionsschicht beginnt, sich durch Zufuhr<br />
<strong>von</strong> Elektronen aus dem n + ‐Sourcegebiet ins Kanalgebiet an <strong>der</strong> Kanaloberfläche zu<br />
bilden. Hierbei erreicht CK den Mindestwert. Durch eine weitere Erhöhung <strong>der</strong><br />
Gatespannung über UGS(TH) hinaus kommt es bei nahezu unverän<strong>der</strong>ter Tiefe <strong>der</strong><br />
Raumladungszone zu einem Ansteigen <strong>der</strong> Inversionsschichtladung. Die Inversions‐<br />
ladung reagiert sehr empfindlich auf die Än<strong>der</strong>ung <strong>von</strong> UGS mit einer Ausdehnung<br />
entlang des Kanals zum drainseitigen Kanalende. In Konsequenz nimmt CK zunächst<br />
rasch mit steigen<strong>der</strong> Gatespannung zu und geht dann beim Eintreffen <strong>der</strong><br />
Inversionsschicht am drainseitigen Kanalende gegen den Wert für Cox.<br />
C K = C ox<br />
Anreicherung<br />
-U GS<br />
p<br />
UFB C K<br />
0<br />
U GS(TH)<br />
C K = C ox<br />
Verarmung Inversion<br />
+U GS<br />
Abbildung 5.2: MOS‐Kapazität CK eines n‐Kanal‐Leistungs‐MOSFET über <strong>der</strong> Gate‐<br />
Source‐Spannung UGS.
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