miniatura|Estructura MIS (Metal / SiO 2 / p -Si) en un condensador MIS vertical Un condensador MIS és un condensador format per una capa de metall, una capa de material aïllant i una capa de material semiconductor. Rep el seu nom de les inicials de l'estructura metall-aïllant-semiconductor (MIS). Igual que amb l'estructura del transistor d'efecte de camp MOS, per raons històriques, aquesta capa també es coneix sovint com a condensador MOS, però es refereix específicament a un material aïllant d'òxid.

La capacitat màxima, C MIS(max) es calcula de manera anàloga al condensador de placa:

on:

εr és la permitivitat relativa de l'aïllant ε0 és la permitivitat del buit A és l'àrea d és el gruix de l'aïllant

El mètode de producció depèn dels materials utilitzats (fins i tot és possible que els polímers es puguin utilitzar tant com a aïllant com a capes semiconductors). Considerarem un exemple de condensador MOS inorgànic basat en silici i diòxid de silici. Sobre el substrat semiconductor, s'aplica una fina capa d'òxid (diòxid de silici) (per exemple, per oxidació tèrmica o deposició química de vapor) i després es recobreix amb un metall.

Aquesta estructura i, per tant, un condensador d'aquest tipus està present en tots els transistors d'efecte de camp MIS, com ara els MOSFET. Per a la reducció constant de la mida de les estructures en microelectrònica, calen les capes d'aïllament cada cop més primes (per mantenir la mateixa capacitat per a una àrea més petita). Tanmateix, quan el gruix de l'òxid cau per sota de ~ 5 nm sorgeixen fuites parasitàries a causa de l'efecte túnel. Per aquest motiu, s'està investigant l'ús dels anomenats dielèctrics d'alt κ com a material aïllant.

A l'R+D MOSFET, els condensadors MIS s'utilitzen àmpliament com a banc de proves relativament senzill, per exemple, per examinar el procés de fabricació i les propietats dels nous materials aïllants, per mesurar els corrents de fuga i la càrrega fins a la ruptura, per obtenir el valor de la densitat de la trampa, per verificar diferents models per al transport de transportistes. A més, els condensadors sovint s'inclouen en els cursos tutorials, especialment per discutir els seus estats de càrrega (inversió, esgotament, acumulació) que també es produeixen en els sistemes de transistors més complexos.

Referències

Categoria:Electricitat Categoria:Semiconductors