Физические основы микроэлектроники. Гатько Л.Е - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

40
v
E
c
E
i
E
f
E
M
E
f
c
E
i
E
v
E
f
E
M
E
f
а б
Рис.5.2
На рис.5.2 E
fM
и E
f
уровни Ферми в металле и полупроводнике
соответственно.
Если к идеальной МДП-структуре прикладывается
положительное или отрицательное напряжение, то при этом могут
возникать три случая, показанные на рис.5.3.
Рассмотрим сначала полупроводник р-типа. Если к
металлической пластине приложено отрицательное напряжение
0U
<
(рис.5.3,а), потолок валентной зоны изгибается вверх и достигает
уровня Ферми. Так как концентрация носителей зависит
экспоненциально от разности энергий
(
)
ν
EE
f
− , то изгиб зон приводит
к аккумуляции основных носителей (дырок) вблизи поверхности
полупроводника. Это случай «аккумуляции». Если к структуре
прикладывается малое положительное смещение
0 , зоны
изгибаются вниз (рис.5.3,б) и происходит уменьшение концентрации
основных носителей. Это - случай «обеднения». Если к структуре
приложить большое положительное смещение (рис.5.3,в), зоны сильно
изгибаются вниз так, что уровень собственной проводимости
i
E на
поверхности пересекает уровень Ферми
. При этом число
электронов становится больше числа дырок. Это - случай «инверсии».
Аналогичные результаты могут быть получены для полупроводника n-
типа. При этом полярность прикладываемого напряжения должна быть
изменена. На рис.5.4 показана более подробно зонная диаграмма
поверхности полупроводника р-типа. Потенциал отсчитывается от
уровня Ферми в собственном полупроводнике. На поверхности
U >
f
E
s
=
,
где
s
по определению является поверхностным потенциалом.
Концентрации электронов и дырок связаны следующими
соотношениями с величиной поверхностного потенциала

Страницы