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MOS管半导体器件

信息来源:本站 日期:2017-05-23 

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MOS二极管在半导体器件
在物理中占有极其重要的地位,因为它是研究半导体表面特性最有用的器件之一.在实际应用中.它是先进集成电路中最重要的MOSFFT器件的枢纽.在集成电路中.MOS管亦可作为一储存电容器,并且是电荷耦合器件的基本组成部分,此节中我们首先考虑其在理想情况下的特性,接着再延伸至有金属与半导体间的功函数差、界面陷阱与氧化层电荷.等非理想情况下的特性。

 

MOS二极管

MOS二极管的透视结构如图6.1(a)所示,图6.1(b)为其剖面结构,其中d为氧化层的厚度,而V为施加于金属平板上的电压.在本节中,当金属平板相对于欧姆接触为正偏乐时,V为正值;而当金属平板相对于欧姆接触为负偏压时,V为负值。

图6.2为V=o时,理想p型半导体MOS二极管的能带图.功函数为费米能级与真空能级之间的能量差(即金属的功函数为qm而半导体的功函数为qs)图中的qX为电子亲和力,即半导体中导带边缘与真空能级的差值,而qB为费米能级EF与本征费米能级EFi的能级差.


定义为:

(1)在零偏压时'金属功函数qm与半导体功函数q。的能级差为零,或功函数差qms为零.括号中的三项之和为qs。换言之,在无外加偏压之下其能带是平的(称为平带状况).

(2)在任意的偏压之下,二极管中的电荷仅位于半导体之中,且与邻近氧化层的金属表面电荷量大小相等,但极性相反,

(3)在直流偏压下,无载流子通过氧化层,亦即氧化层的电阻值为无穷大,