子导体物理 Semiconductor Physics 编写:刘诺 次豆制作:刘 电子科技大学 电子与固体电子学院 电子科学与工程系
第八篇半导体表面与MS结构 Semiconductor surface and matal-insulator- semiconductor structure 85赵面电场熟应 理想结构: (1)Wr mEws (2)绝缘层内无电荷,且绝缘层不导电 (3)绝缘层与半导体界面处不存在界 面态
理想MIS结构： （1）Wm=Ws； （2）绝缘层内无电荷,且绝缘层不导电； （3）绝缘层与半导体界面处不存在界 面态。 §7.1 表 面 电 场 效 应 第八篇 半导体表面与MIS结构 Semiconductor surface and matal-insulator- semiconductor structure
金属栅电极 绝缘层 C 半导体 Cs MIS结构等效电路
Co Cs MIS结构 等效电路
VG=时,理想MIS结构的能带图 -M-I E EES LFm V E 金属栅电极 绝缘层 半导体
VG=0时,理想MIS结构的能带图 Ev1 Ec1 Ei Ev Ec EFs EFm
如果ⅴc>0: M工 +VG o d X p型半导体表面感生一个荷负电的空间电荷层
如果VG>0: d x 0 +VG p型半导体表面感生一个荷负电的空间电荷层
一空间电荷层內的能带发生弯曲 avs Ec EE E M|工 表面电势
空间电荷层内的能带发生弯曲 qVs Ec Ev EF
究间电荷层及表面势 ■特征 p型半导体 V<0 ■1)能带向上 弯曲并接近EF; F EEEE ■2)多子(空 S ■穴六)在半 Qs 体表面积 累 m ■,越接近 半
n 1）能带向上 弯曲并接近EF； EFm EFs Ec Ev Ei Qs Qm x n2）多子（空 n 穴）在半 导 n 体表面积 累 n ，越接近 半 n 导体表面 多 n 子浓度越 高。 1、空间电荷层及表面势
(2)平带 VG=O E EEs E 2 特征:半导体表面能带平直
半导体表面能带平直。 VG=0 EFm EFs Ec Ev Ei
)尽 p型半导体 VGO 特征: 1)表面能带 向下弯曲; EFL EE m ==EFs2)表面上的 p Ev 多子浓度比体 Om 内少得多,基 x本上耗尽,表 面带负电
1）表面能带 向下弯曲； Qm EFm EFs Ec EvEi VG≥0 Qm Qs x 2）表面上的 多子浓度比体 内少得多，基 本上耗尽，表 面带负电
(4) G>0 特征: 1)E与EF在表面 处相交(此处为 本征型); 鞋话译E ■2)表面区的少 p 子数>多子数一 表面反型;3) Q 反型层和半导体 x内部之间还夹着 层耗尽层。 b未合
n 1）Ei与EF在表面 处相交（此处为 本征型）； EFs Fm E Ei EcEv x Qs Q m V 0 G n2）表面区的少 子数>多子数— —表面反型；3） 反型层和半导体 内部之间还夹着 一层耗尽层