资源简介

(共15张PPT)
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<0 VS<0 VG=0 VG>0 VG>>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)S
M
S
(EF)M
(EF)s

+
－
E
WME0
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200 范围内
+
+
+
+
M
I
S
-
-
-
-
-
-
E
Ε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
Ec
Ev
EF


+
－
E
VS<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
Ec
Ev
EF
++
++
+

+
－
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.
Ec
Ev
EF
+
－
E
二、理想的MIS结构的C-V特性
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
A
B
C
D
E
F
C0
CFB
Cmin
Cmin
Vmin
1低频
C0
2高频
G
H
0
0
+V
MIS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do及NA而
变化；
（2）C-V特性与频率有关
N型半导体组成的MIS结构具有相似的规律。
结 论

展开更多......

收起↑