半導(dǎo)體物理試卷解答

物理學(xué)院《半導(dǎo)體物理》試卷一、 名詞解釋（3'X10）1空穴：價(jià)帶頂電子激發(fā)到導(dǎo)帶底后帶頂附近出現(xiàn)的空的量子態(tài)稱為空穴。波矢k態(tài)未被電子占據(jù)時(shí)，其它所有價(jià)帶電子的導(dǎo)電行為，等效于一個(gè)帶正電荷e,具有正有效質(zhì)量mp的準(zhǔn)粒子的導(dǎo)電行為。2間接帶隙半導(dǎo)體：導(dǎo)帶底與價(jià)帶頂在不同k方向?；蜷g接帶隙半導(dǎo)體材料導(dǎo)帶最小值（導(dǎo)帶底）和價(jià)帶最大值（價(jià)帶頂）在k空間中不同位置。3.施主雜質(zhì)、施主能級(jí)：解：施主雜質(zhì)：V族原子向晶體提供多余不配對(duì)電子（電子可動(dòng)），并同時(shí)成為帶正電離子（不可動(dòng)正電中心）的雜質(zhì)。或是在硅中摻入V族元素雜質(zhì)（如磷P,砷As,銻Sb等）后，這些V族雜質(zhì)替代了一部分硅原子的位置，但由于它們的外層有5個(gè)價(jià)電子，其中4個(gè)與周圍硅原子形成共價(jià)鍵，多余的一個(gè)價(jià)電子便成了可以導(dǎo)電的自由電子，這樣一個(gè)V族雜質(zhì)原子可以向半導(dǎo)體硅提供一個(gè)自由電子而本身成為帶正電的離子，把這種雜質(zhì)稱為施主雜質(zhì)；若在硅中摻入III族元素雜質(zhì)，（如硼B(yǎng)，鋁Al，鎵Ga，銦In等），這些III族雜質(zhì)原子在晶體中替代了一部分硅原子的位置，由于它們的最外層只有3個(gè)價(jià)電子，在與硅原子形成共價(jià)鍵時(shí)產(chǎn)生一個(gè)空穴，這樣一個(gè)III族雜質(zhì)原子可以向半導(dǎo)體硅提供一個(gè)空穴，而本身接受一個(gè)電子成為帶負(fù)電的離子，把這種雜質(zhì)稱為受主雜質(zhì)。4缺陷能級(jí)雜質(zhì)能級(jí)解：實(shí)際半導(dǎo)體材料晶格中，存在著偏離理想情況的各種現(xiàn)象。（1） 原子并不是靜止在具有嚴(yán)格周期性的晶格的格點(diǎn)位置上，而是在其平衡位置附近振動(dòng)；（2） 半導(dǎo)體材料并不是純凈的，而且含有若干雜質(zhì)，即在半導(dǎo)體晶格存在著與組成半導(dǎo)體材料的元素不同的其它化學(xué)元素的原子；（3） 實(shí)際的半導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)并不是完整無(wú)缺的，而存在著各種形式的缺陷。（a） 點(diǎn)缺陷，如空位，間隙原子；（b） 線缺陷，如位錯(cuò)；（c） 面缺陷，如層錯(cuò)，多晶體中的晶粒間界等。由于雜質(zhì)和缺陷的存在，會(huì)使嚴(yán)格按周期性排列的原于所產(chǎn)生的周期性勢(shì)場(chǎng)受到破壞，有可能在禁帶中引入允許電子具有的能量狀態(tài)（即能級(jí)）——雜質(zhì)能級(jí)、缺陷能級(jí)。V族雜質(zhì)在硅、鍺中電離時(shí)，能夠施放電子而產(chǎn)生導(dǎo)電電子并形成正電中心，稱它們?yōu)槭┲麟s質(zhì)或n型雜質(zhì)。它釋放電子的過(guò)程叫做施主電離。施主雜質(zhì)未電離時(shí)是中性的，稱為束縛態(tài)或中性態(tài)，電離后成為正電中心，稱為離化態(tài)。當(dāng)電子得到能量^Ed后，就從施主的束縛態(tài)躍遷到導(dǎo)帶成為導(dǎo)電電子，所以電子被施主雜質(zhì)束縛時(shí)的能量比導(dǎo)帶底E低^Ed。將被施主雜質(zhì)束縛的電子的能量狀態(tài)稱為施主能級(jí)，記為Ed。因?yàn)轶?lt;<匕，所以施主能級(jí)位于離導(dǎo)帶底很近的禁帶中。因?yàn)镮II族雜質(zhì)在硅、鍺個(gè)能夠接受電產(chǎn)而產(chǎn)生導(dǎo)電空穴，并形成負(fù)電中心，所以稱它們?yōu)槭苤麟s質(zhì)或p型雜質(zhì)?？昭⊕昝撌苤麟s質(zhì)束縛的過(guò)程稱為受主電離。受主雜質(zhì)未電離時(shí)是中性的，稱為束縛態(tài)或中性態(tài)。電離后成為負(fù)電中心，稱為受主離化態(tài)。使空穴掙脫受主雜質(zhì)束縛成為導(dǎo)電空穴所需要的能量，稱為受主雜質(zhì)的電離能，用△EA（acceptor）表示。5電離施主濃度解：發(fā)生電離的施主雜質(zhì)的量子態(tài)密度。6簡(jiǎn)并半導(dǎo)體解：發(fā)生載流子簡(jiǎn)并化的半導(dǎo)體稱為簡(jiǎn)并半導(dǎo)體。7電離雜質(zhì)散射解：施主雜質(zhì)在電離后是一個(gè)帶正電的離子，而受主雜質(zhì)電離后則是負(fù)離子。在正離子有或負(fù)離子周圍形成一個(gè)庫(kù)侖勢(shì)場(chǎng)，載流子將受到這個(gè)庫(kù)侖場(chǎng)的作用，即電離雜質(zhì)散射。9間接復(fù)合解：間接復(fù)合指的是非平衡載流子通過(guò)復(fù)合中心的復(fù)合。10積累層解：半導(dǎo)體表面附近多數(shù)載流子濃度大大增高的一個(gè)薄層即稱為積累層。 這一層的導(dǎo)電性比體內(nèi)要好得多。積累層可采用外電場(chǎng)感應(yīng)而形成（就像形成反型層一一溝道一樣）。11禁帶.解：價(jià)帶 絕對(duì)零度時(shí)被電子占滿的、能量最高的能帶，其最高能態(tài)Ev稱為價(jià)帶頂。導(dǎo)帶------絕對(duì)零度時(shí)未被價(jià)電子完全占據(jù)，或全空的能量最低的能帶，最低能態(tài)Ec被稱為導(dǎo)帶底。禁帶-------能帶電子不能占據(jù)的能量區(qū)間，Eg=Ec-Ev12S-P3雜化：解：S--P3雜化 由一個(gè)S原子軌道和三個(gè)P軌道雜化成四個(gè)SP3雜化軌道.每個(gè)雜化軌道具有1/4的S成份和34的P成份.軌道間夾角正好是109.5度，每個(gè)SP3雜化軌道分別指向正四面體的四個(gè)頂點(diǎn).采用SP3雜化成鍵的分子呈正四面體形狀如CH4\CF4\CCl4\SiCl4\SiH4等等.金剛石中的碳原子，正式是這樣的，位于中間的碳原子與四個(gè)頂角上的碳原子形成共價(jià)鍵配位數(shù)為四.以金剛石為例，基態(tài)1S22S22P2一個(gè)原子躍遷一1S22S12Px12P12Pz19SP3雜化軌道（原子的），即一個(gè)S態(tài)和3個(gè)P態(tài)波函數(shù)相結(jié)合今相鄰原子的SP3雜化軌道形成共價(jià)鍵。（非極性鍵）13淺能級(jí)解：淺能級(jí) 施主能級(jí)或受主能級(jí)，離導(dǎo)帶底或價(jià)帶頂很近。深能級(jí) 施主能級(jí)或受主能級(jí)，離導(dǎo)帶底或價(jià)帶頂都很遠(yuǎn)的雜質(zhì)。深能級(jí)不能向能帶提供電子和空穴，對(duì)電導(dǎo)沒(méi)貢獻(xiàn)，但是是有效的復(fù)合中心。14施主雜質(zhì)束縛態(tài)15施主能級(jí)電子濃度16價(jià)帶有效狀態(tài)密度解：價(jià)帶有效狀態(tài)密度可以理解為把價(jià)帶中的所有量子態(tài)都聚集在價(jià)帶頂Ev處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)態(tài)密度NvN=2⑵m/T））32=2.50X1019（紡）3/2（二）3/2憂T3/2[cm-3]v h3 m3000

17載流子散射解：載流子的散射——載流子在半導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，便會(huì)不斷地與熱振動(dòng)著的晶格原子或電離了的雜質(zhì)離子發(fā)生碰撞作用，碰撞后載流子速度的大小和方向就發(fā)生改變，即是電子波在傳播過(guò)程中遭到了散射。半導(dǎo)體的主要散射機(jī)構(gòu)：①電離雜質(zhì)的散射：施主雜質(zhì)在電離后是一個(gè)帶正電的離子，而受主雜質(zhì)電離后則是負(fù)離子。在正離子有或負(fù)離子周圍形成一個(gè)庫(kù)侖勢(shì)場(chǎng)，載流子將受到這個(gè)庫(kù)侖場(chǎng)的作用，即電離雜質(zhì)散射。②晶格振動(dòng)的散射：光學(xué)波和聲學(xué)波散射。隨著溫度的增加，晶格振動(dòng)的散射越來(lái)顯著，而雜質(zhì)電離的散射變得不顯著了。18非平衡載流子解：對(duì)半導(dǎo)體施加外界作用，使其處于非平衡態(tài)，處于分平衡狀態(tài)的半導(dǎo)體比平衡狀態(tài)多出來(lái)的部分載流子就稱為非平衡載流子。19表面復(fù)合解：表面復(fù)合是指在半導(dǎo)體表面發(fā)生的復(fù)合過(guò)程，由表面處的雜質(zhì)和表面特有的缺陷在禁帶中形成復(fù)合中心能級(jí)。20積累層解：半導(dǎo)體表面附近多數(shù)載流子濃度大大增高的一個(gè)薄層即稱為積累層。這一層的導(dǎo)電性比體內(nèi)要好得多。積累層可采用外電場(chǎng)感應(yīng)而形成（就像形成反型層一一溝道一樣）。二、 簡(jiǎn)答題（8’X5）1能帶形成的原因，區(qū)分金屬、半導(dǎo)體、絕緣體?絕緣體：禁帶寬度大?半導(dǎo)體：禁帶寬度小，一定溫度下，部分滿帶電子激發(fā)到導(dǎo)帶?導(dǎo)體：存在半滿帶：一種是價(jià)帶只有部分能帶被電子填充；另一種情況是價(jià)帶與導(dǎo)帶重疊圖1.1.4導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的能帶圖1.1.4導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的能帶（C）導(dǎo)體能帶的形成電子共有化運(yùn)動(dòng)：由于相鄰原子的“相似”電子殼層發(fā)生交疊，電子不再局限在某一個(gè)原子上而在整個(gè)晶體中的相似殼層間運(yùn)動(dòng)，引起相應(yīng)的共有化運(yùn)動(dòng)。能級(jí)的分裂：n個(gè)原子尚未結(jié)合成晶體時(shí)，每個(gè)能級(jí)都是n度簡(jiǎn)并的，當(dāng)它們靠近結(jié)合成晶體后，每個(gè)電子都受到周圍原子勢(shì)場(chǎng)的作用，每個(gè)n度簡(jiǎn)并的能級(jí)都分裂成n

個(gè)彼此相距很近的能級(jí)。允帶、禁帶的形成：同一能級(jí)分裂的n個(gè)彼此相近的能級(jí)組成一個(gè)能帶，稱為允帶，允帶之間因沒(méi)有允許能級(jí)，稱為禁帶。晶體能帶的形成可以從兩個(gè)方面來(lái)理解：能級(jí)分裂產(chǎn)生能帶（容許帶）：許多原子靠近而組成晶體時(shí)，價(jià)電子的能級(jí)即發(fā)生分裂（因?yàn)樵S多價(jià)電子不可能都處于同一個(gè)能級(jí)上），從而形成能帶。電子波干涉產(chǎn)生禁帶：晶體中電子的運(yùn)動(dòng)可看成是電子波的傳播；入射波與原子的反射波在波長(zhǎng)滿足Bragg干涉條件時(shí)即相互加強(qiáng)，并產(chǎn)生兩種能量高低不同的狀態(tài)一一在Brillouin區(qū)邊緣處電子波干涉出現(xiàn)禁帶，從而產(chǎn)生了能帶。最高能量的兩個(gè)能帶（容許帶），往往與晶體的導(dǎo)電、導(dǎo)熱等有關(guān)，這兩個(gè)能帶分別稱為價(jià)帶和導(dǎo)帶，它們的間距即稱為禁帶寬度。2缺陷能級(jí)，與能帶能級(jí)的異同。解：缺陷能級(jí)正離子空位一等效帶負(fù)電一接受空穴形成受主負(fù)離子空位一等效帶正電一接受電子形成施主間隙正離子一失去電子一施主間隙負(fù)離子一得到電子一受主載流子簡(jiǎn)并解：在重?fù)诫s的情形下，Ef進(jìn)入導(dǎo)帶，使帶底電子數(shù)很多，f（E）<<1不成立或Ef進(jìn)入價(jià)帶，使價(jià)帶頂空穴很多[1-f（E）]<<1不再成立，此時(shí)必須考慮泡利不相容，不能再用波爾茲曼分布，而必須用費(fèi)米分布，這種情形稱為載流子的簡(jiǎn)并化。簡(jiǎn)并半導(dǎo)體：發(fā)生載流子簡(jiǎn)并化的半導(dǎo)體。簡(jiǎn)并化條件：E-E-Ef>2kT非簡(jiǎn)并°<Ec-Ef<2"弱簡(jiǎn)并E七<0 簡(jiǎn)并若選（Ec—Ef=2kT）為簡(jiǎn)并化條件則發(fā)生摻雜的濃度n=0.1NC（n>0.1Nc簡(jiǎn)并；n<0.1Nc非簡(jiǎn)并）4電導(dǎo)統(tǒng)計(jì)理論散射項(xiàng)，影響因素散射項(xiàng)：2dkdr"gs影響因素：溫度和摻雜濃度。5俄歇復(fù)合，載流子的各種復(fù)合方式。解：半導(dǎo)體中，載流子從高能級(jí)到低能級(jí)躍遷，發(fā)送電子一空穴復(fù)合時(shí)，把多余的能量傳給另一個(gè)載流子，使這個(gè)載流子被激發(fā)到能量更高的能級(jí)上去，當(dāng)它重新躍遷回低能級(jí)時(shí)，多余的能量常以聲子形式放出，這種復(fù)合稱為俄歇復(fù)合。這是一種非輻射復(fù)合。載流子各種復(fù)合過(guò)程：直接復(fù)合、間接復(fù)合、表面復(fù)合、俄歇復(fù)合。6載流子的有效質(zhì)量，有效質(zhì)量的物理意義解：在一般的載流子輸運(yùn)問(wèn)題中，可以把晶體電子（或空穴）看成是具有動(dòng)量 P=nk（k是晶體電子的準(zhǔn)動(dòng)量）和能量E=P2/2m*的粒子（量子波包），即認(rèn)為晶體電子是帶有質(zhì)量m*的自由粒子，m*就是晶體電子的有效質(zhì)量。這就是所謂準(zhǔn)經(jīng)典近似，即把晶體電子看作為具有一定有效質(zhì)量的經(jīng)典粒子（能量與動(dòng)量的平方成正比）。但是，終究有效質(zhì)量是一個(gè)量子概念，所以有效質(zhì)量不同于慣性質(zhì)量，它反映了晶體周期性勢(shì)場(chǎng)的作用（則可正可負(fù)，并可大于或小于慣性質(zhì)量）。有效質(zhì)量的大小與電子所處的狀態(tài)k有關(guān)，也與能帶結(jié)構(gòu)有關(guān)（能帶越寬，有效質(zhì)量越?。徊⑶矣行з|(zhì)量只有在能帶極值附近才有意義，在能帶底附近取正值，在能帶頂附近取負(fù)值。意義：綜合了半導(dǎo)體內(nèi)部勢(shì)場(chǎng)（包括周期分布的原子實(shí)和其它電子）對(duì)載流子的綜合作用；使得討論外電場(chǎng)作用載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，不需考慮內(nèi)部勢(shì)場(chǎng)的作用7淺能級(jí)和深能級(jí)，二者各有何特點(diǎn)和作用解：淺能級(jí) 施主能級(jí)或受主能級(jí)，離導(dǎo)帶底或價(jià)帶頂很近。深能級(jí) 施主能級(jí)或受主能級(jí)，離導(dǎo)帶底或價(jià)帶頂都很遠(yuǎn)的雜質(zhì)。特點(diǎn)：1°Ed,Ea?Eg/2 多數(shù)起復(fù)合中心作用°多重能級(jí)?價(jià)電子數(shù)，一多次電離°某些雜質(zhì)既可為施主，也可為受主，一兩性雜質(zhì)°波爾半徑小?原子間距°靠近導(dǎo)帶底的可為受主（不一定是施主），靠近價(jià)帶頂?shù)目蔀槭┲鳎ú灰欢ㄊ鞘┲鳎┠芗?jí)?；蚴巧钅芗?jí)雜質(zhì)的特點(diǎn)：雜質(zhì)能級(jí)深，其雜質(zhì)電離能較大。主要以替位式存在；雜質(zhì)在禁帶中引入多個(gè)能級(jí)；有的屬于兩性雜質(zhì)。如替代同一原子，則施主總在受主下方；深能級(jí)雜質(zhì)的行為與雜質(zhì)的電子層結(jié)構(gòu)、原子大小、雜質(zhì)在晶格中的位置等有關(guān)。深能級(jí)雜質(zhì)起復(fù)合中心作用的原因：深能級(jí)雜質(zhì)一般價(jià)電子數(shù)明顯不同于晶格原子，9局域電荷不平衡程度9晶格畸變也f―電子波函數(shù)局域化f，-實(shí)空間中對(duì)電子的束縛能力個(gè)；而忌\7kf波矢非局域化f，-易于滿足復(fù)合躍遷時(shí)的動(dòng)量守恒要求。8簡(jiǎn)述產(chǎn)生長(zhǎng)縱聲學(xué)波散射的原因解：長(zhǎng)縱聲學(xué)波傳播時(shí)荷氣體中的聲波類似，會(huì)造成原子分布的疏密變化，產(chǎn)生體變，即疏處體積膨脹，密處壓縮。在一個(gè)波長(zhǎng)中，一半處于壓縮狀態(tài)，一半處于膨脹狀態(tài)，這種體變表示原子間距的減小或增大。禁帶寬度隨原子間距變化，疏處禁帶寬度減小，密度增大，使能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生波形起伏。禁帶寬帶的改變反映出導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂?shù)纳吆徒档?，引起能帶極值的改變。這時(shí)，同是處于導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂?shù)碾娮踊蚩昭?，在半?dǎo)體的不同地點(diǎn)，其能量就有差別。所以，縱波引起的能帶起伏，就其對(duì)載流子的作用講，如同產(chǎn)生了一個(gè)附加勢(shì)場(chǎng)，這一附加勢(shì)場(chǎng)破壞了原來(lái)勢(shì)場(chǎng)的嚴(yán)格周期性，就使電子從K狀態(tài)散射到K’狀態(tài)。晶格振動(dòng)散射的基本概念格波：晶格基本振動(dòng)模式，格波矢2兀聲學(xué)波：同一原胞中兩個(gè)不等價(jià)原子振動(dòng)方向相同；分為橫和縱聲學(xué)支。聲學(xué)波長(zhǎng)波極限一連續(xù)介質(zhì)中的彈性波一聲波，v?q可用聲速表示2nv=vsq9愛(ài)因斯坦關(guān)系式及其應(yīng)用條件

[=土 DkT對(duì)于電子 nq 對(duì)于空穴~P=~^—Rq應(yīng)用條件：非簡(jiǎn)并情況下載流子遷移率和擴(kuò)散系數(shù)直接的關(guān)系。10空間電荷區(qū)，舉例說(shuō)明它是如何形成的空間電荷區(qū)：也稱耗盡層。在PN結(jié)中，由于自由電子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和內(nèi)電場(chǎng)導(dǎo)致的漂移運(yùn)動(dòng)，使PN結(jié)中間的部位（P區(qū)和N區(qū)交界面）產(chǎn)生一個(gè)很薄的電荷區(qū)，即是空間電荷區(qū)。區(qū)和N區(qū)N區(qū)一空間電空間電荷區(qū)形成：以PN結(jié)為例，當(dāng)區(qū)和N區(qū)N區(qū)一空間電中原來(lái)的電中性條件破壞了。P區(qū)一側(cè)因失去空穴而留下不能移動(dòng)的負(fù)離子，側(cè)因失去電子而留下不能移動(dòng)的正離子。這些不能移動(dòng)的帶電粒子通常稱為荷，它們集中在P區(qū)和N區(qū)交界面附近，形成了一個(gè)很薄的空間電荷區(qū)。粒子擴(kuò)散過(guò)程和能帶結(jié)構(gòu)變化：空穴的離子正離子自由電子TOC\o"1-5"\h\zO它哉五 (±)*ooe????0*0O O■Fa—?? .■oeoo°oos節(jié)0 ooP區(qū)z區(qū)(a)空間電荷區(qū)e°oeee?QO。?.*eooo。00oo00O'?0

三、 問(wèn)答題（15'X2）1什么是費(fèi)米能級(jí)，作圖分析不同摻雜時(shí)費(fèi)米能級(jí)的變化解：費(fèi)米能級(jí)是指費(fèi)米子系統(tǒng)在趨于絕對(duì)零度時(shí)的化學(xué)勢(shì)。對(duì)于金屬，電子的最高占據(jù)能級(jí)就是費(fèi)米能級(jí)。費(fèi)米能級(jí)的物理意義是，該能級(jí)上的一個(gè)狀態(tài)被電子占據(jù)的幾率是1/2。費(fèi)米能級(jí)在半導(dǎo)體物理中是個(gè)很重要的物理參數(shù)，只要知道了他的數(shù)值，在一定溫度下，電子在各量子態(tài)上的統(tǒng)計(jì)分布就完全確定了。它和溫度，半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型，雜質(zhì)的含量以及能量零點(diǎn)的選取有關(guān)。0 給§E、耳 重?fù)诫s、型輕摻雜、型本征 輕摻雜p型重?fù){雜p型費(fèi)米能級(jí)與雜質(zhì)濃度和導(dǎo)電類型的關(guān)系2分析MOS結(jié)構(gòu)中加不同的偏壓可能對(duì)表面附近半導(dǎo)體能帶和載流子濃度造成的什么影響？其作用與何種表面態(tài)相當(dāng)？解：表面態(tài)的概念一一晶體自由表面的存在使其周期性勢(shì)場(chǎng)在表面處發(fā)生中斷，引起附加能級(jí)，即表面態(tài)。表面態(tài)可看作表面最外層的原子未飽和鍵（懸掛鍵）所對(duì)應(yīng)得電子能態(tài)，另外表面處還有由于晶體缺陷或吸附原子等原因引起的表面態(tài)。表面態(tài)改變了晶體周期性勢(shì)場(chǎng)，它和半導(dǎo)體內(nèi)部交換電子和空穴，半導(dǎo)體表面狀況嚴(yán)重影響半導(dǎo)體器件和集成電路的電學(xué)特性，尤其是穩(wěn)定性和可靠性。表面態(tài)分為施主態(tài)和受主態(tài)。表面電場(chǎng)效應(yīng)1、 MOS結(jié)構(gòu)在不同電壓下的表面勢(shì)；2、 MOS結(jié)構(gòu)表面空間電荷區(qū)的電場(chǎng)、電勢(shì)和電容;3、 MOS結(jié)構(gòu)表面強(qiáng)反型的條件；4、 MOS結(jié)構(gòu)深耗盡狀態(tài)表面勢(shì)及空間電荷區(qū)內(nèi)電荷的分布情況隨金屬與半導(dǎo)體間所加電壓VG而變化，可歸納為多子堆積，耗盡，反型，深耗盡四種情況，對(duì)n型半導(dǎo)體，五種情況如下圖所示。（a）堆積狀態(tài)金屬與半導(dǎo)體間加正電壓，表面勢(shì)Vs為正值，表面處能帶向下彎曲，表面多子一電子濃度增加，這樣表面層內(nèi)出現(xiàn)電子堆積。為空間電荷區(qū)電荷密度(8-1)Q=-—r00exp(qV/2kT)xexpCqV/2kT)sqL s0 s0(8-1)空間電荷區(qū)電容D

空間電荷區(qū)電容空間電荷區(qū)電場(chǎng)Cs=neXpW12k°T)xexpW/2k0T)空間電荷區(qū)電場(chǎng)DE=g-=°-eqVs/2k°T￡￡qL(8-2)(8-3)彎曲，越接近表面，E_離為電離施主濃度?？臻g電荷區(qū)電荷密度Ef越遠(yuǎn)，導(dǎo)帶中電子濃度越低，表面多子耗盡，正電荷濃度近似2￡￡D1/2(8-2)(8-3)彎曲，越接近表面，E_離為電離施主濃度?？臻g電荷區(qū)電荷密度Ef越遠(yuǎn)，導(dǎo)帶中電子濃度越低，表面多子耗盡，正電荷濃度近似2￡￡D1/2(V)/2xVI"ss(8-4)空間電荷區(qū)電容￡￡qLDf￡￡qLDf『rVqVs7XV)t/2s(8-5)空間電荷區(qū)電場(chǎng)(8-5)1/2V)/2s(8-5)此時(shí)，空間電荷區(qū)電容相當(dāng)于平板電容器，其絕緣層厚度為耗盡層寬度。反型狀態(tài)金屬和半導(dǎo)體間加負(fù)電壓，且Vg<<0，表面能帶向上彎曲，表面處Ef低于E，空穴濃度超過(guò)電子濃度，表面導(dǎo)電類型與體內(nèi)相反，叫反型層。反型層發(fā)生在近表面處，從反型層到半導(dǎo)體內(nèi)部還夾著一層耗盡層。半導(dǎo)體空間電荷層內(nèi)的正電荷由兩部分組成，一部分是耗盡層中已電離的施主正電荷，一部分是反型層中的空穴?；蛘邊⒖及雽?dǎo)體器件課