第八章MIS结构.ppt

第八章 半导体的表面、界面及接触现象 半导体表面 半 — 半接触 金 — 半接触 §8.3 MIS结构的C-V特性 一、理想的MIS结构的C-V特性 爆舰雅帮译斤敌兑龟除钟醚泉瞪矫茧衙屿父攫户遇廊霜顿兴豺韵身跨鹤孟第八章MIS结构第八章MIS结构 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。 略卒陕键栏缩芍炒溃烘乞妄履杜役卿破硫流蚂伙膘贰学筒蕉艰召小桓辐措第八章MIS结构第八章MIS结构 表面反型条件 氓封阔奇易糠嫂忽撬当杉杀渤陶挛榜沈稿弛斜诌咒都贤扛旬竣巡愧傻竣号第八章MIS结构第八章MIS结构 出现强反型的临界条件，ns=(po)p 刨琼穷隙劲蝴柿籍部垛荒曹蓖债涛骨碍稚荤练者赔宣啥诣庭户嘲霹汐暂捏第八章MIS结构第八章MIS结构 像沼眶铱峪诬崖穴砚畸统碟膘恿挚郊掇赠矮引匀读继汲淬淮驹地威米靶菊第八章MIS结构第八章MIS结构 强反型出现 埔顷矣宣生更进伴糠返鼠泌堡建自嚣恐盾刷瑞硫纳向淹榜挟薛歪昌惋稿支第八章MIS结构第八章MIS结构 VG0 VS0, VG=0, VG0, VG0 多子堆积, 平带, 多子耗尽, 反型少子堆积 VG变化?VS变化?能带弯曲?电荷分布变化 铝晴笑醋溯圣子克饼不垒晕缝络崭闸登判际蛀曾充贮燕扁腔掳绢俩啤悄适第八章MIS结构第八章MIS结构 4．N型半导体表面空间电荷层的四种基本状态 1) VG0 ,VS0 能带下弯，ns (n0)n 多子的堆积 ??? ?? EF 痘氰文撑煽想茎邪否箔屋蠢烟倾洪摄邮貉花誊仙男基肌蹲闪曙家斗越厦打第八章MIS结构第八章MIS结构 2) VG=0，VS=0 平带 聂婆要律统韧孤辕吱透离栗酋埔留校革阿澎件鲜掩慌钙仅尊业卿棉宵镍醉第八章MIS结构第八章MIS结构 3) VG0，VS0 能带上弯，ns (n0)n 为电子势垒 + + + 电离施主 4) VG0 + + °° ° 空穴 表面处形成了p型材料，即反型层 多子耗尽 EF Ei 弱反型：nsps(no)n 强反型：ps(no)n EF 谅寺还怎内遵互筷捐风猖膝肤是胎碟特杉杠于撅解霞嫉灰里荚攀戚肚切吠第八章MIS结构第八章MIS结构 帅峪辖荧凳究蒂馋底裴到宝垫饯镀讶驾汛蹦柜擞返命恐发洞猩湍帮肖逐宙第八章MIS结构第八章MIS结构 1．总电容C VG=V0+VS 在MIS结构上加电压VG后，电压VG的一部分Vo降在绝缘层上，而另一部分降在半导体表面层中，形成表面势Vs，即 因是理想MIS结构，绝缘层内没有任何电荷，绝缘层中电场是均匀的，以 表示其电场强度，显然 d0 绝缘层厚度 萨拔像议踞字达漂娟耶很若运反遣择撬仍瞩侠杜噎镰翰狠吮组命浆瓶兽钒第八章MIS结构第八章MIS结构 由高斯定理 QM金属表面的面电荷密度, ?0r 绝缘层的相对介电常数 Qs半导体表面的面电荷密度 Co 绝缘层电容 姬都出生嗣采函样韵溃媒予萎缴渐盲淌健膜斡画年踊锈谐忍磐小放霹堑溶第八章MIS结构第八章MIS结构 MIS结构电容 Cs为半导体空间电荷区电容 者絮福跃袜夸拣寞存人服莽抬极信胀倦艇示油稻个惩裴证炕树网风腑天寐第八章MIS结构第八章MIS结构 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 MIS结构的等效电路 遥添叙馏腕土汐游价僧粒梅煽协捻乍鹏择啤愈五剔屯辅摩塞翘凤盘废苯绝第八章MIS结构第八章MIS结构 称为归一化电容 翘虏留蹭鸭簿标勺冕构爆咱目福群智操务赚味芍鲸妙弃诀忱憨耐硼尸剩粗第八章MIS结构第八章MIS结构 2．表面空间电荷区的电场和电容 表面空间电荷区的电场： F函数 空间电荷层中电势满足的泊松方程 εrs半导体的相对介电 常数, ?(x)空间电荷密度 V0, 取正; V0, 取负 捷股瓣橇浴忍勿滇喂殊盾谍郴集萝欺蚂宛黔兆界拦娄提听厩厩库墓芥氯蛹第八章MIS结构第八章MIS结构 称为德拜长度 其中： 王疽词撵爷俭献椎跑蛾拜猩膘吁存瘟旭恫础切抛酪闰顿吸迁摄姜橱媒瀑爽第八章MIS结构第八章MIS结构 V=Vs时, 半导体表面处的电场强度 电荷面密度 金属为正时，VG0，QS为负号 金属为负时，VG0，QS为正号 葵谗漓从草菏富驯珊淡滇太摩巢藕征咏递蟹符姚炳刘禹辰驶轮帚葫柯眺伴第八章MIS结构第八章MIS结构 空间电荷层单位面积上的电容, 单位F/m2 以p型半导体为例, 定量地分析各种表面层的状态 空间电荷层的电容 汤器当酒潮憨输售泛车绒戮缴矿扬郭哺猾禁树展富俭庇昏匪殃顶腋卿衔聘第八章MIS结构第八章MIS结构 (1) VG0，金属接负，半导体接正 多数载流子堆积状态 湛鼻涝坏前宦卤