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文档简介

表面态、表面电场及效应

表面态、表面电场及效应P型半导体表面空间电荷层的四种基本状态VG变化

VS变化能带弯曲

电荷分布变化

VG<0VS<0VG=0VG>0VG>>0多子堆积平带多子耗尽反型少子堆积N型半导体表面空间电荷层的四种基本状态

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因强反型出现时耗尽层宽度达到最大值xdmax,不随VG变化,耗尽层贡献的电容将达极小值并保持不变.(GH)二、实际的MIS结构的C-V特性

1．金属和半导体功函数的影响

(EF)M>(EF)SMS(EF)M(EF)s•+－EWM<WS

E0能带下弯为了恢复平带状态,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.虽然无外加偏压,由于功函数的不同,使半导体表面并不处于平带状态(1)(2)0功函数差对C-V特性曲线影响理想为达到平带状态所需加的电压叫做平带电压VFB

如果Wm>Ws，形成的Vs<0，为使恢复平带状态，必须加一正向电压，VG=－Vs>0，这时C-V曲线是向右发生了移动。2．绝缘层中离子的影响

可动离子：Na+，K+或H+固定离子：通常位于Si—SiO2界面附近的200Å范围内

++++MIS------EΕ外C－V曲线向左平移能带下弯3．表面态的影响

(1)受主表面态

●在N型半导体中

EcEvEF•••+－EVS<0，能带上弯--电离受主表面态++°°°°电离施主空穴使N型表面反型接受电子,带负电●在P型表面

---Vs<0，能带上弯

°°°°°°°电离受主表面态多子空穴

受主表面态存在P型半导体表面后，使半导体表面积累更多空穴，成了强p型材料。

只要表面有受主态存在，都要形成由体内向外的电场，使VS<0，能带上弯，使C-V特性曲线向右平移了。为使恢复平带状态，必须加一正向电压.(2)施主表面态●存在于N型表面时

EcEvEF+++++•+－VS>0，能带下弯，在表面形成了强N型。

正电荷：电离的施主表面态

负电荷：多子积累

E●P型材料Vs>0，能带下弯正电荷：电离施主表面态

负电荷：

反型层中少子电子

耗尽层中电离的受主

表面出现了反型层

只要有施主表面态，总要形成指向内部的电场，在没加电场时，在表面就有电场VS>0，能带下弯，C-V特性左移为使恢复平带状态，必须加一反向电压.EcEvEF+－E二、理想的MIS结构的C-V特性1.00.80.60.40.2ABCDEFC0CFBCminCminVmin1低频C02高频GH00+VMIS结构的电容-电容曲线三、实际的MIS结构的C-V特性1.功函数差的影响2.表面态的影响3.绝缘层中离子的影响（1）半导体材料及绝缘层材料一定时，C-V特性将随d

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