Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 63 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

63
Величину потенциального барьера можно изменять, прикладывая к
структуре металл – полупроводник внешнее смещение в прямом или в об-
ратном направлении. При обратном смещении U величина потенциального
барьера увеличивается и может возникнуть ситуация, когда вблизи по-
верхности уровень Ферми окажется ниже уровня Е
i
. Это означает, что в
приповерхностном слое полупроводника, имеющего
n-тип проводимости,
образовался инверсный слой
р-типа проводимости (рис. 5.5, в). Образова-
ние инверсного канала под воздействием внешнего напряжения широко
используется, в частности, в МДП-транзисторах.
Распределение электрического потенциала φ(х) в приконтактной об-
ласти полупроводника можно определить на основе решения уравнения
Пуассона. Предполагая, что в обедненном слое отсутствуют свободные но-
сители заряда и весь заряд обусловлен
зарядами ионизированных доноров
с концентрацией N
D
, распределение потенциала будет определяться выра-
жением:

(5.9) ,xdN
2
q
)x(
2
D
0

где q – элементарный заряд; ε – диэлектрическая проницаемость полупро-
водника; d – толщина обедненного слоя.
Учитывая, что при х = 0 потенциал φ равен потенциальному барьеру
φ
0
, из выражения (5.9) получим:
.
qN
2
d
0
D
0

Если к структуре прикладывается внешнее смещение U, то выраже-
ние для определения толщины обедненного слоя примет вид:

(5.10) .U
qN
2
d
0
D
0

При вычислении d в выражении (5.10) необходимо учесть, что при
прямом смещении U > 0, при обратном U < 0. Зная площадь структуры S и
толщину обедненного слоя d (области пространственного заряда непод-
вижных ионизированных доноров с концентрацией N
D
), можно определить
пространственный заряд Q
s
в приконтактной области полупроводника:
.UqN2SSdNqQ
0D0Ds

По определению, электрическая емкость это скорость изменения заряда
при соответствующем изменении приложенного напряжения, т. е.
dQ/dUC . Изменение заряда в области контакта связано с изменением
толщины области пространственного заряда, которая зависит от прило-

Страницы