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文档简介
光子空间电荷区的进一步分析
一、xd，Qsc随Vs变化的关系
xd为空间电荷区宽度；Qsc为空间电荷区密度。⒈平带附近情况
VG很小时，Qsc～Vs关系光子空间电荷区的进一步分析VG＝VI＋VS带入泊松方程：理想MOS： ⒈金属与半导体不存在接触电势差（费米能级一致）； ⒉氧化层中无电荷； ⒊半导体与氧化层中无表面态（无界面态）。（a）平带（VG=0）Ｐ型样品衬底：a.平带：VG=0时，能带无弯曲，无空间电荷区；以理想MOS为例，衬底为P型。（b）积累层（VG＜0）（Vs<0）b.积累层：VG<0时，电场由体内指向表面，能带向上弯曲，形成空穴势阱，多子空穴被吸引至表面附近，因而表面空穴浓度高于体内，形成多子积累，成为积累层。（c）耗尽层（VG＞0）c.耗尽层：VG>0时，表面处空穴被排斥走，当空穴势垒足够高时，表面层价带空穴极为稀少，可认为该层多子空穴被耗尽，称为耗尽层。（d）反型层（VG＞0）d.反型层：若VG足够高，使得在表面处的少子电子浓度高于了多子空穴的浓度，则表面处导电类型就发生改变，称为反型层。①开始出现反型层的条件：即：表面势＝费米势时反型层的条件：多子耗尽，少子积累而：②强反型层出现的条件（以MOS场效应晶体管的电导沟道为例）：半导体表面处的少子浓度等于体内的多子浓度时。强反型层条件：P型LD为德拜屏蔽长度，表现空间电荷区对外电场的屏蔽能力。如：Vs>0，则Qsc<0；若Vs<0，则Qsc>0;2.耗尽层近似
P型样品，VG>0时，出现耗尽层和反型层。当为耗尽层和弱反型层时，空穴基本全部丧失，电子增加又很少，因此可认为空间电荷区就等于离化了的受主负电荷，这种近似处理称为耗尽层近似。Na为受主杂质浓度；耗尽层内全部被电离。取体内电势为零，即V（xd）=0，则3.强反型层出现时：Vs=2Φf
强反型层与体内之间夹着一层耗尽层，若再增加VG，其增加部分耗费在反型区中的少数载流子的增加，因此，当，耗尽层宽度xd达到最大值。设杂质饱和电离：4.出现强反型层之后
半导体表面的空间电荷区=强反型沟道
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