微电子器件基础第八章习题解答.ppt

1、,第八章 半导体表面与金属-绝缘体-半导体(MIS结构),P型硅衬底，MOS结构表面本征时，表面处费米能级等于禁带中央，表面处电子浓度等于空穴浓度，,金属层,P半导体,d,绝缘层,(x),x,xd,+Q,-Q,表面层电子浓度服从波尔兹曼分布,单位面积表面电荷，,所以，表面电场强度，,（电场指向半导体内）,单位面积表面层电容,2、,，硅半导体表面耗尽层宽度，,3、,硅半导体衬底，室温300K下的归一化平带电容，,4、,理想MIS结构不考虑功函数差、氧化层电荷和界面态，半导体表面强反型时对应的外加电压称为理想MOS结构的开启电压。,(x),+Q,-Qn,x,Ec,Ei,Ev,EF,5、,金属层,N半导体,d,绝缘层,C/C0,0,0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,VG,E,D,金属接正，半导体接负为正向电压；反之为负向电压。,堆积：平带：耗尽：本征：弱反型：临界强反型：强反型：深耗尽：,（V）,6、,固定电荷带正电，半导体表面能带下弯曲，C-V沿负电压方向平移，考虑功函数差，平带电压,C/C0,VG,0,VFB,VFB,假定固定表面电荷分布与氧化层厚度无关，则对不同氧化层厚度,设，则，,C/C0,VG,0,VFB1,VFB1,C/C0,VG,0,VFB2,VFB2,确定固定电荷面密度后，由,或者,求得金属和半导体功函数差产生的平带电压,7、,(1)氧化层正电荷均匀分布,金属,氧化层,半导体,x,由已知氧化层单位面积总离子数，得到,(2)氧化层正电荷三角分布，金属侧最高，半导体侧为零,金属,氧化层,半导体,x,由已知氧化层单位面积总离子数，得到,(3)氧化层正电荷三角分布，金属侧为零，半导体侧最高,金属,氧化层,半导体,x,由已知氧化层单位面积总离子数，得到,8、,（1）电子占据单能级受主型表面态 的几率，,单位面积上表面态电子浓度，,受主型表面态被电子占据后带负电，单位面积负电荷密度，,（2）电子占据受主型表面态能级 的几率，,单位面积上受主型表面态电子浓度，,受主型表面态被电子占据后带负电，单位面积上负电荷密度，,9、,栅控二极管上加有反偏压，栅极下面二极管低掺杂区（假设为P型）半导体表面发生临界强反型时，半导体表面势，,忽略平带电压，开启电压，,单位面积半导体表面空间电荷密度,当反向偏压，,10、,“半导体物理学”学习辅导与典型题解，田敬民 张声良编，PP160，例8-14,