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文檔簡介

表面態、表面電場及效應

表面態、表面電場及效應P型半導體表面空間電荷層的四種基本狀態VG變化

VS變化能帶彎曲

電荷分布變化

VG<0VS<0VG=0VG>0VG>>0多子堆積平帶多子耗盡反型少子堆積N型半導體表面空間電荷層的四種基本狀態

高頻時，反型層中的電子對電容沒有貢獻,空間電荷區的電容由耗盡層的電荷變化決定因強反型出現時耗盡層寬度達到最大值xdmax,不隨VG變化,耗盡層貢獻的電容將達極小值并保持不變.(GH)二、實際的MIS結構的C-V特性

1．金屬和半導體功函數的影響

(EF)M>(EF)SMS(EF)M(EF)s?+－EWM<WS

E0能帶下彎為了恢復平帶狀態,必須外加一負電壓，VG=－Vs，抵消由于兩者的功函數不同引起的電場和能帶的彎曲.雖然無外加偏壓,由于功函數的不同,使半導體表面并不處于平帶狀態(1)(2)0功函數差對C-V特性曲線影響理想為達到平帶狀態所需加的電壓叫做平帶電壓VFB

如果Wm>Ws，形成的Vs<0，為使恢復平帶狀態，必須加一正向電壓，VG=－Vs>0，這時C-V曲線是向右發生了移動。2．絕緣層中離子的影響

可動離子：Na+，K+或H+固定離子：通常位于Si—SiO2界面附近的200?范圍內

++++MIS------EΕ外C－V曲線向左平移能帶下彎3．表面態的影響

(1)受主表面態

●在N型半導體中

EcEvEF???+－EVS<0，能帶上彎--電離受主表面態++°°°°電離施主空穴使N型表面反型接受電子,帶負電●在P型表面

---Vs<0，能帶上彎

°°°°°°°電離受主表面態多子空穴

受主表面態存在P型半導體表面后，使半導體表面積累更多空穴，成了強p型材料。

只要表面有受主態存在，都要形成由體內向外的電場，使VS<0，能帶上彎，使C-V特性曲線向右平移了。為使恢復平帶狀態，必須加一正向電壓.(2)施主表面態●存在于N型表面時

EcEvEF+++++?+－VS>0，能帶下彎，在表面形成了強N型。

正電荷：電離的施主表面態

負電荷：多子積累

E●P型材料Vs>0，能帶下彎正電荷：電離施主表面態

負電荷：

反型層中少子電子

耗盡層中電離的受主

表面出現了反型層

只要有施主表面態，總要形成指向內部的電場，在沒加電場時，在表面就有電場VS>0，能帶下彎，C-V特性左移為使恢復平帶狀態，必須加一反向電壓.EcEvEF+－E二、理想的MIS結構的C-V特性1.00.80.60.40.2ABCDEFC0CFBCminCminVmin1低頻C02高頻GH00+VMIS結構的電容-電容曲線三、實際的MIS結構的C-V特性1.功函數差的影響2.表面態的影響3.絕緣層中離子的影響（1）半導體材料及絕緣層材料一定時，C-V特性將隨d

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