דוב פרוהמן

תקציר (Abstract): מוצע מודל פיזיקלי פשוט החוזה הצטברות מטען בממשק הדיאלקטרי של מבני מתכת–ניטריד–תחמוצת–סיליקון (MNOS), והוא מאומת בניסוי. המודל מבוסס על קיומו של זרם במצב יציב דרך המבנה הדיאלקטרי. מוצג כי הצטברות המטען בממשק נקבעת על ידי הדרישה לרציפות הזרם דרך המבנה בתנאי מצב יציב. רציפות זו מושגת באמצעות הצטברות של מטען חיובי או שלילי (בהתאם לקוטביות מתח הטעינה), בהתאם למאפייני זרם–שדה היחסיים של שכבות הניטריד והתחמוצת. בשל האופי האקספוננציאלי של מאפייני זרם–שדה, הזמן הדרוש להגעה למצב יציב תלוי מאוד במתח הטעינה המופעל. תופעה זו מובילה לתכונת אגירת המטען הנצפית בהתקני MNOS. עוד מראים כי תכונת ההיסטרזיס הנצפית במבני MNOS תלויה בזמן, ויש לה נטייה להתכנס לתלות חד־ערכית בין המטען המצטבר לבין מתח הטעינה כאשר מתקרבים למצב יציב. תקפות המודל התאורטי הן במצב יציב והן בהתנהגות מעבר (Transient) מאושרת באמצעות מדידות זרם–מתח, קיבול–מתח, ומדידות הפעלה של קבלים וטרנזיסטורים מסוג MNOS עבור יחסי עובי שונים של הדיאלקטרים ובטווח טמפרטורות רחב. הרעיון הבסיסי שלפיו הצטברות מטען מבטיחה רציפות זרם במבנה דו־שכבתי של דיאלקטרים הוא עקרון כללי, הצפוי להיות תקף עבור כל מבנה הכולל שני דיאלקטרים.