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文檔簡介

半導(dǎo)體的表面電場

半導(dǎo)體的表面電場一、形成表面電場的因素

1．表面態(tài)的影響

由于表面態(tài)與體內(nèi)電子態(tài)之間交換電子，結(jié)果產(chǎn)生了垂直于表面的電場。(EF)s→表面費(fèi)米能級(jí)(EF)s≠EF二、表面電場效應(yīng)1．空間電荷區(qū)和表面勢

討論在外加電場作用下半導(dǎo)體表面層內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象。d金屬絕緣體半導(dǎo)體歐姆接觸MIS結(jié)構(gòu)理想的MIS結(jié)構(gòu):金屬與半導(dǎo)體間功函數(shù)差為零絕緣層中無電荷且絕緣層完全不導(dǎo)電絕緣層與半導(dǎo)體界面處不存在任何界面態(tài)

MIS結(jié)構(gòu)是一電容

在金屬與半導(dǎo)體間加電壓后,金屬和半導(dǎo)體相對的兩個(gè)面上被充電,符號(hào)相反金屬中,電荷分布在一個(gè)原子層范圍內(nèi);

半導(dǎo)體中,電荷分布在一定厚度的表面層內(nèi)---

空間電荷區(qū)－－－－－－－－－－+++++++++－MISVG空間電荷區(qū)表面與體內(nèi)的電勢差為表面勢，用VS表示。

規(guī)定：

表面電勢比內(nèi)部高時(shí)，VS>0，反之，表面電勢比內(nèi)部低時(shí)，VS<0。

外加正偏壓VG時(shí)(M為正)，電場由表面指向體內(nèi)，VS>0；

外加反向偏壓時(shí)，VG<0，電場由體內(nèi)指向表面，VS<0。x0V(x)VsxV(x)0VsVG＞0VG＜02．能帶彎曲和載流子濃度的變化(1)能帶彎曲

有表面勢存在時(shí)，空間電荷區(qū)內(nèi)的電子受到一個(gè)附加電勢的作用，電子的能量變?yōu)椋篍C(x)=EC

q

V(x)、EV(x)=EV

q

V(x)●VG>0，VS>0時(shí)，取負(fù)號(hào)，空間電荷區(qū)的能帶從體內(nèi)到表面向下彎曲●VG<0，VS<0時(shí)，取正號(hào)，空間電荷區(qū)的能帶從體內(nèi)到表面向上彎曲

(2)載流子濃度體內(nèi)：EC，EV

空間電荷區(qū)：V(x)>0，能帶向下彎

V(x)>0空穴的勢壘

空間電荷區(qū)：0xEFV(x)<0，能帶向上彎

V(x)<0電子的勢壘

空間電荷區(qū)：0xX=0V(x)=Vs表面上3．P型半導(dǎo)體表面空間電荷層的四種基本狀態(tài)

(1)VG<0，金屬接負(fù)

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