Estructura metal-óxido-semiconductor

Estructura metal-óxido-semiconductor
Una estructura metal-óxido-semiconductor (MOS) tradicional se obtiene haciendo crecer una capa de dióxido de silicio (SiO2) sobre un sustrato de silicio, yluego depositando una capa de metal o silicio policristalino, siendo el segundo el más utilizado. Debido a que el dióxido de silicioes un material dieléctrico, esta estructura equivale aun condensador plano, en donde uno de los electrodos ha sido reemplazado por un semiconductor.
Cuando se aplica un potencial a través de la estructura MOS, se modifica la distribución de cargas en el semiconductor.Si consideramos un semiconductor de tipo p (con una densidad de aceptores NA), p es la densidad de huecos; p = NA en el silicio intrínseco), una tensión positiva VGB aplicada entre la compuerta y elsustrato (ver figura) crea una región de agotamiento debido a que los huecos cargados positivamente son repelidos de la interfaz entre el aislante de compuerta y el semiconductor. Esto deja expuestauna zona libre de portadores, que está constituida por los iones de los átomos aceptores cargados negativamente (ver Dopaje (semiconductores)). Si VGB es lo suficientemente alto, una altaconcentración de portadores de carga negativos formará una región de inversiónlocalizada en una franja delgada contigua a la interfaz entre el semiconductor y el aislante. De manera distinta al MOSFET, en dondela zona de inversión ocasiona que los portadores de carga se establezcan rápidamente a través del drenador y el surtidor, en un condensador MOS los electrones se generan mucho más lentamente mediantegeneración térmica en los centros de generación y recombinación de portadores que están en la región de agotamiento. De forma convencional, la tensión de compuerta a la cual la densidad volumétricade electrones en la región de inversión es la misma que la densidad volumétrica de huecos en el sustrato se llama tensión de umbral.
Esta estructura con un sustrato de tipo p es la base de los...