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MOS管半導(dǎo)體器件

信息來(lái)源:本站 日期:2017-05-23 

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MOS二極管在半導(dǎo)體器件
在物理中占有極其重要的地位,因?yàn)樗茄芯堪雽?dǎo)體表面特性最有用的器件之一.在實(shí)際應(yīng)用中.它是先進(jìn)集成電路中最重要的MOSFFT器件的樞紐.在集成電路中.MOS管亦可作為一儲(chǔ)存電容器,并且是電荷耦合器件的基本組成部分,此節(jié)中我們首先考慮其在理想情況下的特性,接著再延伸至有金屬與半導(dǎo)體間的功函數(shù)差、界面陷阱與氧化層電荷.等非理想情況下的特性。

MOS二極管

MOS二極管的透視結(jié)構(gòu)如圖6.1(a)所示,圖6.1(b)為其剖面結(jié)構(gòu),其中d為氧化層的厚度,而V為施加于金屬平板上的電壓.在本節(jié)中,當(dāng)金屬平板相對(duì)于歐姆接觸為正偏樂時(shí),V為正值;而當(dāng)金屬平板相對(duì)于歐姆接觸為負(fù)偏壓時(shí),V為負(fù)值。

圖6.2為V=o時(shí),理想p型半導(dǎo)體MOS二極管的能帶圖.功函數(shù)為費(fèi)米能級(jí)與真空能級(jí)之間的能量差(即金屬的功函數(shù)為qm而半導(dǎo)體的功函數(shù)為qs)圖中的qX為電子親和力,即半導(dǎo)體中導(dǎo)帶邊緣與真空能級(jí)的差值,而qB為費(fèi)米能級(jí)EF與本征費(fèi)米能級(jí)EFi的能級(jí)差.


定義為:

(1)在零偏壓時(shí)'金屬功函數(shù)qm與半導(dǎo)體功函數(shù)q。的能級(jí)差為零,或功函數(shù)差qms為零.括號(hào)中的三項(xiàng)之和為qs。換言之,在無(wú)外加偏壓之下其能帶是平的(稱為平帶狀況).

(2)在任意的偏壓之下,二極管中的電荷僅位于半導(dǎo)體之中,且與鄰近氧化層的金屬表面電荷量大小相等,但極性相反,

(3)在直流偏壓下,無(wú)載流子通過氧化層,亦即氧化層的電阻值為無(wú)窮大。


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