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文檔簡介

光子空間電荷區(qū)的進一步分析

一、xd，Qsc隨Vs變化的關(guān)系

xd為空間電荷區(qū)寬度；Qsc為空間電荷區(qū)密度。⒈平帶附近情況

VG很小時，Qsc～Vs關(guān)系光子空間電荷區(qū)的進一步分析VG＝VI＋VS帶入泊松方程：理想MOS： ⒈金屬與半導(dǎo)體不存在接觸電勢差（費米能級一致）； ⒉氧化層中無電荷； ⒊半導(dǎo)體與氧化層中無表面態(tài)（無界面態(tài)）。（a）平帶（VG=0）Ｐ型樣品襯底：a.平帶：VG=0時，能帶無彎曲，無空間電荷區(qū)；以理想MOS為例，襯底為P型。（b）積累層（VG＜0）（Vs<0）b.積累層：VG<0時，電場由體內(nèi)指向表面，能帶向上彎曲，形成空穴勢阱，多子空穴被吸引至表面附近，因而表面空穴濃度高于體內(nèi)，形成多子積累，成為積累層。（c）耗盡層（VG＞0）c.耗盡層：VG>0時，表面處空穴被排斥走，當(dāng)空穴勢壘足夠高時，表面層價帶空穴極為稀少，可認為該層多子空穴被耗盡，稱為耗盡層。（d）反型層（VG＞0）d.反型層：若VG足夠高，使得在表面處的少子電子濃度高于了多子空穴的濃度，則表面處導(dǎo)電類型就發(fā)生改變，稱為反型層。①開始出現(xiàn)反型層的條件：即：表面勢＝費米勢時反型層的條件：多子耗盡，少子積累而：②強反型層出現(xiàn)的條件（以MOS場效應(yīng)晶體管的電導(dǎo)溝道為例）：半導(dǎo)體表面處的少子濃度等于體內(nèi)的多子濃度時。強反型層條件：P型LD為德拜屏蔽長度，表現(xiàn)空間電荷區(qū)對外電場的屏蔽能力。如：Vs>0，則Qsc<0；若Vs<0，則Qsc>0;2.耗盡層近似

P型樣品，VG>0時，出現(xiàn)耗盡層和反型層。當(dāng)為耗盡層和弱反型層時，空穴基本全部喪失，電子增加又很少，因此可認為空間電荷區(qū)就等于離化了的受主負電荷，這種近似處理稱為耗盡層近似。Na為受主雜質(zhì)濃度；耗盡層內(nèi)全部被電離。取體內(nèi)電勢為零，即V（xd）=0，則3.強反型層出現(xiàn)時：Vs=2Φf

強反型層與體內(nèi)之間夾著一層耗盡層，若再增加VG，其增加部分耗費在反型區(qū)中的少數(shù)載流子的增加，因此，當(dāng)，耗盡層寬度xd達到最大值。設(shè)雜質(zhì)飽和電離：4.出現(xiàn)強反型層之后

半導(dǎo)體表面的空間電荷區(qū)=強反型溝道

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