MISコンデンサ

MIS コンデンサは、金属層、絶縁体層、半導体層から構成されるコンデンサです。この名前は、金属-絶縁体-半導体 (MIS) 構造の頭文字に由来しています。MOS 電界効果トランジスタ構造と同様に、歴史的な理由から、この層は MOS コンデンサと呼ばれることもありますが、これは特に酸化物絶縁体材料を指します。

最大静電容量C _MIS(max)はプレートコンデンサと同様に計算されます。

${\displaystyle C_{\mathrm {MIS(max)} }=\varepsilon _{0}\varepsilon _{r}\cdot {{A} \over {d}}}$

どこ ：

• ε _{r は} 絶縁体の比誘電率である。
• ε _{0 は}真空の誘電率 である
• Aは面積である
• dは絶縁体の厚さ

製造方法は使用する材料によって異なります（ポリマーを絶縁体と半導体層の両方として使用することも可能^{[1] ）。ここでは、}シリコンと二酸化ケイ素をベースにした無機MOSコンデンサの例を考えます。半導体基板上に、酸化物（二酸化ケイ素）の薄い層を（たとえば、熱酸化または化学蒸着によって）塗布し、次に金属で コーティングします。

この構造、つまりこのタイプのコンデンサは、 MOSFETなどのすべての MIS 電界効果トランジスタに存在します。マイクロエレクトロニクスの構造のサイズを着実に縮小するには、より薄い絶縁層が必要です (より小さな領域で同じ容量を維持するため)。ただし、酸化物の厚さが約 5 nm 未満になると、トンネル効果による寄生リークが発生します。このため、絶縁体材料としていわゆる高 κ 誘電体を使用することが検討されています。

MOSFET の研究開発では、MIS コンデンサは、比較的単純なテストベンチとして広く使用されています。たとえば、新しい絶縁体材料の製造プロセスと特性の調査、リーク電流と破壊電荷の測定、トラップ密度値の取得、キャリア輸送のさまざまなモデルの検証などです。さらに、コンデンサはチュートリアル コースに含まれることが多く、特に、より複雑なトランジスタ システムでも発生する電荷状態 (反転、空乏、蓄積) について説明します。