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固体物理补充 MIS器件
第八章 半导体表面与MIS结构
半导体表面效应决定器件特性—表面器件:
MOS (Metal-Oxide-Semiconductor )器件
电荷耦合器件
表面发光器件
研究半导体表面,以改善半导体表面器件性能
本章重点:
1、表面态
2、表面电场效应
3、MIS结构的电容— 电压特性
8.1 表面态
表面态源于:①半导体表面未饱和的键—悬挂键;
②体缺陷;③吸附外来原子(离子)
Si悬挂键示意图
表面态改变了晶体的周期性势场,严重影响半导体器件
和集成电路的电学特性,尤其是稳定性和可靠性。
8.2 表 面 电 场 效 应
MIS (Metal-Insulator-Semiconductor )结构
金属
SiO
d 2
欧姆接触
MIS结构图
MOS (Metal-Oxide-Semiconductor )
半导体表面产生电场的原因:
A 、 MIS结构的金属和半导体功函数不同;
B、外加电压;
C、半导体具有表面态
D 、绝缘层中有电荷。
W = W
m s
理想的MIS结构 绝缘层中无电荷且完全不导电
绝缘层/半导体接触界面间无界面态
理想MIS (P型) 结构能带图
E
0
E
c
E
E Fs
Fm
E
v
8.2.1 空间电荷区与表面势
E
V
G
E
c
qV S d
E
i
E
F
E
v
绝缘层 半导体
半导体空间电荷区能带弯曲
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