condensador MIS

Un condensador MIS es un condensador formado por una capa de metal , una capa de material aislante y una capa de material semiconductor . Su nombre proviene de las siglas de la estructura metal-aislante-semiconductor (MIS). Al igual que con la estructura del transistor de efecto de campo MOS , por razones históricas, esta capa también se suele denominar condensador MOS, aunque esto se refiere específicamente a un material aislante de óxido.

La capacitancia máxima, C _MIS(max), se calcula de forma análoga a la del condensador de placas:

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

dónde  :

• ε _r es la permitividad relativa del aislante.
• ε ₀ es la permitividad del vacío
• A es el área
• d es el espesor del aislante

El método de producción depende de los materiales utilizados (incluso es posible que los polímeros se utilicen como capas aislantes o semiconductoras ^{[ 1 ]} ). Consideraremos un ejemplo de un condensador MOS inorgánico basado en silicio y dióxido de silicio . Sobre el sustrato semiconductor, se aplica una fina capa de óxido (dióxido de silicio) (por ejemplo, mediante oxidación térmica o deposición química de vapor ) y luego se recubre con un metal.

Esta estructura, y por lo tanto un condensador de este tipo, está presente en todos los transistores de efecto de campo MIS, como los MOSFET . Para la reducción constante del tamaño de las estructuras en microelectrónica, se requieren capas de aislamiento cada vez más delgadas (para mantener la misma capacitancia en áreas más pequeñas). Sin embargo, cuando el espesor del óxido cae por debajo de ~5  nm, se producen fugas parásitas debido al efecto túnel. Por esta razón, se está investigando el uso de los denominados dieléctricos de alta constante dieléctrica (high-κ) como material aislante.

En el desarrollo de MOSFET, los condensadores MIS se utilizan ampliamente como banco de pruebas relativamente sencillo, por ejemplo, para examinar el proceso de fabricación y las propiedades de los nuevos materiales aislantes, medir las corrientes de fuga y la carga de ruptura, obtener el valor de la densidad de trampas y verificar diferentes modelos de transporte de portadores. Además, los condensadores se incluyen con frecuencia en cursos de formación, especialmente para analizar sus estados de carga (inversión, agotamiento y acumulación), que también se presentan en sistemas de transistores más complejos.