Struttura MIS (Metallo-Isolante-Semiconduttore)

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1 Struttura MIS (Metallo-Isolante-Semiconduttore)
Data la grande diffusione del Silicio come Semiconduttore, si trova frequentemente anche la sigla MOS che sta per Metallo-Ossido di Silicio-Silicio. Noi percio’ useremo indifferentemente entrambe le sigle per indicare lo stesso tipo di struttura. Qualche volta e’ possibile trovarla indicata come “capacitore MOS” o “diodo MOS”. La prima definizione è più precisa a livello funzionale, infatti è bene precisare che la struttura NON ha proprietà simili a quelle che comunemente si attribuiscono ai diodi (raddrizzamento della corrente). L’importanza di tale struttura risiede essenzialmente nel fatto che essa è il cuore del più diffuso transistor a effetto di campo, il MOSFET. Da un punto di vista tecnologico, la struttura consiste di un substrato semiconduttore (drogato p o n), da un sottile strato di ossido deposto ( nm) e da uno strato finale metallico (generalmente Alluminio) oppure di Silicio Policristallino fortemente drogato.

2 Struttura MIS Il nostro scopo è quello di arrivare a comprendere il funzionamento del transistor MOSFET che è una struttura più complessa di cui il MOS è la parte più importante. Nel MOSFET, nel silicio ai lati della struttura MOS vengono realizzate due diffusioni (tasche) di droganti di tipo opposto a quello del substrato (p su Silicio n e viceversa). Il dispositivo viene completato con la realizzazione di contatti ohmici sul gate, su ciascuna delle due diffusioni (dette drain e source) e sul substrato (a volte questo contatto può non esserci nel dispositivo finale). Nel seguito arriveremo alla comprensione del comportamento fisico della struttura finale per approssimazioni successive: cominceremo con il trattare la struttura MOS a due terminali (gate e substrato), poi tratteremo quella a tre (gate, substrato, source) e infine quella a 4 terminali. L’idea è quella di partire da una struttura semplice sulla quale applicare i principi fondamentali dell’elettrostatica (in tale struttura non scorre corrente in regime continuo) e di comprendere le distribuzioni di carica interne al dispositivo, per arrivare, al termine del percorso, a descrivere anche la parte relativa alle correnti che scorrono nel dispositivo nelle varie condizioni di polarizzazione

3 Struttura a due terminali

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