p型半导体为衬底.ppt

金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)基础 信息工程学院 张 静 1.平带（VG=0时,理想MIS结构的能带图） 4. 表面反型 Q:反型后，何时认为器件开启了呢？ 表 面 电 场 效 应 表面积累 平 带 表面耗尽 表面反型 VG=0 VG0 VG0 * * * EFS表示表面处的费米能级。 * 5 Ε ε epsilon ep`silon 伊普西龙 21 Φ φ fai 佛爱 22 Χ χ [kai] Vt 热电压（热电势） * 反型后随着栅压的增加，反型层的电子浓度将以10的幂次方增加，但空间电荷区的变化却是微弱的。 * C-V特性即电容-电压特性。下图是理想的C-V特性变化规律，以下将解释这个规律。平带、本征是个点，堆积、耗尽、反型是区间。 第11章 1. 平带　 2. 多子积累 3. 多子耗尽 4. 反型 5. 强反型 11.1.2 半导体表面电场效应 主要知识点 MOSFET的立体结构 Q:不加柵压器件能否导通? Y NPN管 N 基区太宽 P 型衬底 N 沟道 MOSFET 的剖面图 P 型衬底 栅压 电子层怎么得到的？ 1.正偏?反偏? 2.偏压多大器件开启? 3.如何知道已经反型? EF EA （a） （b） （c） （d） （e） EF EF EF EF 强p型 p型 本征 n型 强n型 Ei 　费米能级的位置标志了电子填充能级的水平; 　费米能级越高，说明载流子浓度越多. 费米能级位置与半导体导电类型的关系 Ev1 Ec1 Ei Ev Ec EF EFm 11.1.2 半导体表面电场效应 金半功函数差相等Wm＝Ws； 绝缘层内无电荷,且绝缘层完全不导电； 绝缘梯与半导体界面处不存在任何界面态。 特征： 半导体表面能带平直 理想的MOS结构。 （P型半导体为衬底） 2.表面多子积累 p型衬底 负栅压情形 导带底能级 禁带中心能级 费米能级 价带顶能级 * 特征： 1）能带向上弯曲并接近EF. 2）多子（空穴）在半导体表面积累，越接近半导体表面多子浓度越高。 3.表面多子耗尽 p型衬底 小的正栅压情形 (耗尽层) 特征： 1）表面能带向下弯曲； 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。 (反型层+耗尽层) 大的正栅压情形 特征： EF 已在Ei之上； 表面区的少子数多子数——表面反型； 反型层和半导体内部之间还夹着一层耗尽层。 p型衬底 费米势 费米势 表面势 表面空间电荷区厚度 半导体表面电势与体内电势之差 半导体体内费米能级与禁带中心能级之差的电势表示 采用单边突变结的耗尽层近似 P型衬底 * 5.强反型情形(器件开启) 阈值反型点条件：表面处的电子浓度=体内的空穴浓度 P型衬底 表面电子浓度： 体内空穴浓度： 栅电压=阈值电压 * 正栅压=阈值情形 * * EFS表示表面处的费米能级。 * 5 Ε ε epsilon ep`silon 伊普西龙 21 Φ φ fai 佛爱 22 Χ χ [kai] Vt 热电压（热电势） * 反型后随着栅压的增加，反型层的电子浓度将以10的幂次方增加，但空间电荷区的变化却是微弱的。 * C-V特性即电容-电压特性。下图是理想的C-V特性变化规律，以下将解释这个规律。平带、本征是个点，堆积、耗尽、反型是区间。