第八章MIS结构.ppt

第八章半导体的表面、界面及接触现象§8.1半导体的表面真实表面：表面吸附杂质,或表面原子生成氧化物或其它化合物求解薛定谔方程→例如:
对硅(111)面，在超高真空下,可观察到(7*7)结构，即表面上形成以(7*7)个硅原子为单元的二维平移
对称性结构。清洁表面的电子态，称为本征(达姆)表面态。表面态分为施主型表面态和受主型表面态。§8.2半导体的表面电场如果(EF)s＜EF2．功函数的差异Eo如果WS<WM，即(EF)S>(EF)M半导体中的电子向金属流动，形成由半金的电场二、表面电场效应
理想的MIS结构:
金属与半导体间功函数差为零
绝缘层中无电荷且绝缘层完全不导电
绝缘层与半导体界面处不存在任何界面态
－
－－－－
－－－
－－规定：2．能带弯曲和载流子浓度的变化
(2)载流子浓度V(x)>0，能带向下弯V(x)<0，能带向上弯X=0V(x)=Vs3．P型半导体表面空间电荷层的四种基本状态0特征：
1）能带向上弯曲并接近EF；EFm(3)VG>0，金属接+，半导体接负ps<(po)p，空间电荷区的负电荷绝大部分为过剩的电离的受主特征：
1）表面能带向下弯曲；（4）VG>>0反型层称这个状态为反型状态特征：
1）Ei与EF在表面处相交（此处为本征型）；
2）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。
表面反型条件出现强反型的临界条件，ns=(po)p
强反型出现VG<0VS<0,VG=0,VG>0,VG>>0

多子堆积,平带,多子耗尽,反型少子堆积
4．N型半导体表面空间电荷层的四种基本状态2)VG=0，VS=03)VG<0，VS<0§8.3MIS结构的C-V特性1．总电容C由高斯定理MIS结构电容MIS结构电容相当于绝缘层电容和半导体空间电荷层电容的串联称为归一化电容2．表面空间电荷区的电场和电容称为德拜长度V=Vs时,半导体表面处的电场强度空间电荷层单位面积上的电容,单位F/m2(1)VG<0，金属接负，半导体接正1.0又（no)p<<(po)p
平带时的总电容为CFB(3)VG>0，金属接+，半导体接负电离饱和时(p0)p=NA假设空间电荷区的空穴都已全部耗尽，电荷全由已电离的受主杂质构成。半导体的掺杂是均匀的，则空间电荷区的电荷密度，(x)=-qNA
(4)VG>>0当VS到使C0/CS很小时，C/C0的分母中的第二项又可以忽略。C/C01。(EF)高频时，反型层中的电子对电容没有贡献,空
间电荷区的电容由耗尽层的电荷变化决定（1）半导体材料及绝缘层材料一定
时，C-V特性将随do及NA而
变化；
（2）C-V特性与频率有关二、实际的MIS结构的C-V特性为了恢复平带状态,必须外加一负电压，VG=－Vs，抵消由于两者的功函数不同引起的电场和能带的弯曲.(1)为达到平带状态所需加的
电压叫做平带电压VFB2．绝缘层中离子的影响
3．表面态的影响●在P型表面(2)施主表面态●P型材料第八章二、理想的MIS结构的C-V特性三、实际的MIS结构的C-V特性