Fixe Oxidladungen sitzen ortsgebunden in der Grenzschicht zwischen
Halbleiter und Gate-Isolation und sind für die
-Kombination positiv geladen
[Wan89]. Als Flächenladung
angegeben, bewirken sie
eine Verschiebung der Threshold-Spannung hin zu negativeren Werten.
In der Subthreshold-Kennlinie in Abb. 4.4
- Drainstrom
logarithmisch über Gate-Source-Spannung
aufgetragen -
erkennt man die Parallelverschiebung der Kennlinien in
Abszissenrichtung.
Abbildung: Auswirkung der fixen Oxidladungen:
Subthreshold-Kennlinie bei für
verschiedene Oxidflächenladungsdichten
.
Die Dichte der fixen Oxidladungen ist im wesentlichen von
einer sorgfältigen Fertigung des Gate-Oxids bestimmt.
Als Maßnahme zur Verbesserung der Oxidreinheit hat sich Reoxidation,
also das zweimalige Aufwachsen des Gate-Oxids etabliert. Meist werden
die Dopanden der Kanalregion durch das erste Oxid implantiert.
Da die Qualität der Fertigungsanlagen und -verfahren ständig zunimmt,
ist die Oxidladungsdichte gesunken. Heute
übliche Werte sind zwischen und
einfach geladene Störstellen je
.
Zwei Beispiele sollen die Auswirkung der fixen Oxidladungen auf die
Threshold-Spannung quantifizieren: Bei einer heutigen
Sub--Technologie mit einer typischer Oxiddicke von
und einer Dichte der fixen Störstellen
bewirkt dies eine Verringerung der Threshold-Spannung
um
, bei einer älteren
-Technologie mit ihren Werten von
und
hingegen noch das
zwanzigfache.