2022-2023学年高二物理 半导体的功函数 竞赛课件(共12张PPT)

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2022-2023学年高二物理 半导体的功函数 竞赛课件(共12张PPT)

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半导体的功函数
半导体的功函数
对于半导体而言,功函数依赖于?
掺杂类型和掺杂水平
因为费米能级的位置会随着掺杂而改变。
特征点VMG
这个特征点可以用能带图来解释
特征点
特征点VMG
栅压增加超过平带电压后,沿着价带顶与费米能级之间差异增加的方向产生了能带的弯曲
这种情形是与表面的空穴减少(甚至最终消除)相联系的
能带弯曲的结果是使禁带中央(Ei线)接近费米能级。
特征点就是当禁带中央Ei线恰好与表面处的费米能级相交的点
在特征点处,硅衬底的表面处于本征硅的情形下
当能带的弯曲大于它时,禁带中央Ei线在某一点会穿过费米能级,使得费米能级相较于离开价带顶的距离而言更接近于导带底
这意味着电子(P型衬底中的少子)的浓度大于硅表面空穴的浓度——在表面产生了一个反型层
费米能级的变化表示了什么?
弱 反 型
注意
反型层中的电子(P型区中的少子)来自于热产生的电子-空穴对。
由于热产生是一个很缓慢的过程,电子无法快速的响应栅压的改变。
因此当栅信号的频率高于100Hz时,所描述的这种电容的增加无法观察到。
高频电容由所能达到的最大耗尽层宽度决定。
能带图
剖面图
强反型
在强反型中,栅压的变化不会导致表面势的显著变化
这即是说,表面势有一个固定值
方便起见, 我们假设在强反型模式下
使表面势达到
的栅压被定义为阈值电压
阈值电压
强反型的C-V曲线
费米势
一个重要的半导体参数
表达了掺杂的类型和水平
对于Si

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