半导体表面与MIS结构上课件.pptx

1、沈阳工业大学电子科学与技术系沈阳工业大学电子科学与技术系沈阳工业大学电子科学与技术系沈阳工业大学电子科学与技术系沈阳工业大学电子科学与技术系沈阳工业大学电子科学与技术系 =0 1 1、 理想理想MISMIS系统定性分析系统定性分析 （以（以P P类型为例）类型为例） - - 静电平衡、堆积、耗尽、反型静电平衡、堆积、耗尽、反型VBVB为费米电势，决定半导体的类型及程度对于理想MIS结构ECEVEiEFsVG0 xxdqVGkTEEnpFsiiexpAAisppnnpiE在表面处 低于半导体内部值因此，表面电子浓度EFmQnQm特征特征ECEVEiEFsVG0 xxdm在强反型条件下在强反型条件

2、下金属与半导体间加负压，金属与半导体间加负压，多子堆积。多子堆积。金属与半导体间加不太高的正压，金属与半导体间加不太高的正压，多子耗尽。多子耗尽。金属与半导体间加高正压，金属与半导体间加高正压，少子反型。少子反型。金属与半导体间加负压，金属与半导体间加负压，多子堆积。多子堆积。金属与半导体间加不太高的正压，金属与半导体间加不太高的正压，多子耗尽。多子耗尽。金属与半导体间加高正压，金属与半导体间加高正压，少子反型。少子反型。rsxdxxVd022)()(TkxqVnkTEExqVnkTExEnxnpFsiiFsii00)(exp)()()()(000000)(exp)()(exp)()()()(

3、ppADppADpnpnTkxqVpxpTkxqVnxnxnxppnqxkTEEnnFsiip)(exp0关于表面处的电子浓度和空穴浓度1)exp( 1)exp(0000022TkqVnTkqVpqdxVdpprsdVTkqVnTkqVpqdxdVddxdVVpprsdxdV00000001)exp( 1)exp()(dxdVE |1)exp( 1)exp(2)2(0000000002202TkqVTkqVpnTkqVTkqVTkpqqTkEpprsp2/102002/100000000021exp1exp,prsDppnppqTkLTkqVTkqVpnTkqVTkqVpnTkqVF0000,

4、2npsDspnTkqVFqLTkE),(20000ppDpnTkqVFqLTkE000000,2npsDrsssrsspnTkqVFqLTkQEQ00000000,1exp1expnpssppsDrssssspnTkqVFTkqVpnTkqVLCVQCTkqVLCTkqVqLTkQTkqVqLTkETkqVpnTkqVFsDrsssDrsssDssnps000000000002exp2exp22exp22exp,2/10000000001exp1exp,TkqVTkqVpnTkqVTkqVpnTkqVFppnp01exp1exp,2/1000000000TkqVTkqVpnTkqVTkqVp

5、nTkqVFppnp0sE0sQFBSDrsppsppsDrssCLpnTkqVpnTkqVLC02/1000000021212121平带电容平带电容0Vs经简化popopn2/102/1002/12/1002/12/102/1000021)(2)(2,srsAssDrsssDrsssDssnpsVqNCTkqVLCVqTkLQVqTkLETkqVpnTkqVF表面势费米势表面势费米势dddrAxxxExxxxqNxE0)(0)()(0ddddrAxxxVxxxxxxqNxV0)(0)2(2)(220AsrdqNVx020rssdCx 202AdsrsqN xV 2/102/10002/100

6、2/10000)2(22,sArssDrsssDssnpsVqNTkqVqLTkQTkqVqLTkETkqVpnTkqVF2/1002/100002/10002/100002/10002/100002/100000exp)2(2exp222exp22exp,psDrssppDrsssrssppDrssrsssppDssppnpspnLTkqVpnLCnTkTkqVpnqLTkQTknTkqVpnqLTkETkqVpnpnTkqVF p p类型类型MISMIS结构总结：结构总结： VG 0 : VG 0 : 多数载流子堆积状态多数载流子堆积状态, s 0 , s 0 能带上弯能带上弯 VG =

7、0 : VG = 0 : 平带平带, s = 0 , s = 0 能带不弯曲能带不弯曲0 VG VT : 0 VG s 0 , 2F s 0 能带下弯能带下弯0 VG VT : 0 VG VT : 弱反型弱反型 , F s 2F , F s VT : VG VT : 强反型强反型 , s 2F , s 2F 能带下弯能带下弯2102AsrsdqNVx21200ln4iAArsdmnNNqTkxdmrsssxCC0min沈阳工业大学电子科学与技术系沈阳工业大学电子科学与技术系沈阳工业大学电子科学与技术系沈阳工业大学电子科学与技术系沈阳工业大学电子科学与技术系沈阳工业大学电子科学与技术系sssrssGdVdQCdCCCCVVV000000111sCCCC0011TkqVLCCCsrsD00002exp11202000011dNqTkCCArsrsrFB2/100000211qpVdCCpsrsrsr1exp11|2/1000000sVspprsDrTkqVpndLCCiAArsrsrrsdmrdmrsssnNNTkdqdxCCCCxCCln211110000000min00minqWWVVqWWVWWqVsmmsFBmsmsmsms( )Qxx0FBrsOOXxQQxVCd 00)(CddxxxdVFB0000)(1dFBdxdxxCV