半導(dǎo)體物理學(xué)劉恩科第七版第八章半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)

1、第八章第八章 半導(dǎo)體表面與半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)8.1 表面態(tài)；表面態(tài)；8.2 表面電場(chǎng)效應(yīng)；表面電場(chǎng)效應(yīng)；8.3 MIS結(jié)構(gòu)的電容結(jié)構(gòu)的電容-電壓特性；電壓特性；8.1表面態(tài)表面態(tài)半導(dǎo)體的表面特性與半導(dǎo)體器件的特性有很密切的聯(lián)系。半導(dǎo)體的表面特性與半導(dǎo)體器件的特性有很密切的聯(lián)系。許多半導(dǎo)體器件，如許多半導(dǎo)體器件，如MOS (金屬金屬-氧化物氧化物-半導(dǎo)體半導(dǎo)體)器件器件、電荷耦合器件、表面發(fā)光器件，都是利用半導(dǎo)體的表面電荷耦合器件、表面發(fā)光器件，都是利用半導(dǎo)體的表面效應(yīng)制成的。效應(yīng)制成的。 本章本章主要討論表面態(tài)、表面電場(chǎng)效應(yīng)、硅主要討論表面態(tài)、表面電場(chǎng)效應(yīng)、硅-二氧化硅系統(tǒng)、二氧化硅系

2、統(tǒng)、MIS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(金屬金屬-絕緣體絕緣體-半導(dǎo)體半導(dǎo)體)結(jié)構(gòu)的電容結(jié)構(gòu)的電容-電壓特性等電壓特性等意義：意義： 改善器件性能，提高器件穩(wěn)定性；改善器件性能，提高器件穩(wěn)定性； 探索、研發(fā)新型器件；探索、研發(fā)新型器件；1. 提高集成電路的可靠性與穩(wěn)定性。提高集成電路的可靠性與穩(wěn)定性。表面的特殊性：表面的特殊性：1.1.表面處晶體的周期場(chǎng)中斷；表面處晶體的周期場(chǎng)中斷；2.2.表面往往易受到損傷、氧化和沾污，從而影響表面往往易受到損傷、氧化和沾污，從而影響器件的穩(wěn)定性；器件的穩(wěn)定性；3.3.表面往往需要特殊保護(hù)措施，如鈍化等表面往往需要特殊保護(hù)措施，如鈍化等4.4.表面是器件制備的基礎(chǔ)，如表面是器件

3、制備的基礎(chǔ)，如MOSFETMOSFET等等 表面能級(jí)表面能級(jí)：由于晶格的不完整性使勢(shì)場(chǎng)的周期性受到破壞，：由于晶格的不完整性使勢(shì)場(chǎng)的周期性受到破壞，在禁帶中引入附加能級(jí)。在禁帶中引入附加能級(jí)。達(dá)姆表面能級(jí)達(dá)姆表面能級(jí)：晶體自由表面：晶體自由表面周期勢(shì)場(chǎng)發(fā)生中斷或破壞引入周期勢(shì)場(chǎng)發(fā)生中斷或破壞引入的附加能級(jí)。的附加能級(jí)。懸掛鍵懸掛鍵：晶體自由表面的最外：晶體自由表面的最外層原子中有一個(gè)未配對(duì)的電子，層原子中有一個(gè)未配對(duì)的電子，即未飽和的鍵。即未飽和的鍵。表面態(tài)：懸掛鍵表面態(tài)：懸掛鍵所對(duì)應(yīng)的電子所對(duì)應(yīng)的電子能態(tài)。能態(tài)。理想表面：理想表面：表面層中原子排列的表面層中原子排列的對(duì)稱性對(duì)稱性與體內(nèi)原子完

4、全相與體內(nèi)原子完全相同，且表面不附著任何原子或分子的半無(wú)限表面。同，且表面不附著任何原子或分子的半無(wú)限表面。理想表面實(shí)際理想表面實(shí)際上是不存在的。上是不存在的。實(shí)際密度：實(shí)際密度：10101012cm-2懸掛鍵特點(diǎn)：與體內(nèi)交換電子或空穴。懸掛鍵特點(diǎn)：與體內(nèi)交換電子或空穴。硅表面被氧化后，表面形成一層硅表面被氧化后，表面形成一層致密的二氧化硅保護(hù)層，大部分致密的二氧化硅保護(hù)層，大部分懸掛鍵被氧原子所飽和，懸掛鍵被氧原子所飽和，表面態(tài)表面態(tài)密度大大降低。密度大大降低。8.2表面電場(chǎng)效應(yīng)表面電場(chǎng)效應(yīng)在金屬在金屬-半導(dǎo)體間加電壓即半導(dǎo)體間加電壓即可產(chǎn)生可產(chǎn)生表面電場(chǎng)表面電場(chǎng), 在理想情在理想情況下，況

5、下， MIS結(jié)構(gòu)中滿足以下結(jié)構(gòu)中滿足以下條件：條件：以以MIS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(金屬金屬-絕緣層絕緣層-半導(dǎo)體半導(dǎo)體)為例為例金屬金屬-半導(dǎo)體間半導(dǎo)體間功函數(shù)差功函數(shù)差為零；為零； 在絕緣層內(nèi)沒(méi)有任何電荷且絕緣層完全不在絕緣層內(nèi)沒(méi)有任何電荷且絕緣層完全不導(dǎo)電。導(dǎo)電。 絕緣體與半導(dǎo)體界面處不存在任何電荷。絕緣體與半導(dǎo)體界面處不存在任何電荷。8.2.1 空間電荷層及表面勢(shì)空間電荷層及表面勢(shì)MIS結(jié)構(gòu)加電壓后，金屬結(jié)構(gòu)加電壓后，金屬-半導(dǎo)體間充電，相當(dāng)于一半導(dǎo)體間充電，相當(dāng)于一個(gè)電容。個(gè)電容。電荷分布：電荷分布：金屬中金屬中，自由電子密度很高。，自由電子密度很高。半導(dǎo)體中自由電子密度低，電荷分布在半導(dǎo)體中自

6、由電子密度低，電荷分布在一定厚度的表面層內(nèi)。這個(gè)帶電的表面一定厚度的表面層內(nèi)。這個(gè)帶電的表面層稱作層稱作空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)。空間電荷區(qū)電場(chǎng)空間電荷區(qū)電場(chǎng)：從表面到內(nèi)部逐漸減弱。在空間電荷：從表面到內(nèi)部逐漸減弱。在空間電荷區(qū)的另一端，減小為零。區(qū)的另一端，減小為零?？臻g電荷區(qū)電勢(shì)空間電荷區(qū)電勢(shì)：隨距離逐漸變化。表面發(fā)生能帶向：隨距離逐漸變化。表面發(fā)生能帶向下彎曲現(xiàn)象。下彎曲現(xiàn)象。多數(shù)載流子多數(shù)載流子堆積堆積狀態(tài)狀態(tài)(P型半導(dǎo)體為例型半導(dǎo)體為例) 金屬金屬-半導(dǎo)體加半導(dǎo)體加反向電壓反向電壓(金屬端負(fù)金屬端負(fù))，表面，表面勢(shì)為負(fù)，能帶向上彎曲。勢(shì)為負(fù)，能帶向上彎曲。 熱平衡下，半導(dǎo)體內(nèi)費(fèi)米能級(jí)熱平

7、衡下，半導(dǎo)體內(nèi)費(fèi)米能級(jí)不變。不變。接近表面，價(jià)帶頂向上彎曲甚接近表面，價(jià)帶頂向上彎曲甚至超過(guò)至超過(guò)費(fèi)米能級(jí)費(fèi)米能級(jí)，價(jià)帶中空穴，價(jià)帶中空穴濃度隨之增加，表面層出現(xiàn)濃度隨之增加，表面層出現(xiàn)空空穴堆積現(xiàn)象穴堆積現(xiàn)象?？拷砻鎱^(qū)域，價(jià)帶頂離費(fèi)米靠近表面區(qū)域，價(jià)帶頂離費(fèi)米能級(jí)低得多。能級(jí)低得多。表面空穴濃度比體內(nèi)低得多表面空穴濃度比體內(nèi)低得多，這種狀態(tài)稱為這種狀態(tài)稱為耗盡耗盡。2.多數(shù)載流子多數(shù)載流子耗盡耗盡狀態(tài)狀態(tài)金屬金屬-半導(dǎo)體加半導(dǎo)體加正向電壓正向電壓(金屬端正金屬端正)，表面勢(shì)為正，表面勢(shì)為正，能帶向下彎曲。能帶向下彎曲。 價(jià)帶中空穴濃度隨之減少。價(jià)帶中空穴濃度隨之減少。以以p型半導(dǎo)體為例型半

8、導(dǎo)體為例表面處費(fèi)米能級(jí)高于禁帶表面處費(fèi)米能級(jí)高于禁帶中央能級(jí)中央能級(jí)Ei, 使費(fèi)米能級(jí)遠(yuǎn)離價(jià)使費(fèi)米能級(jí)遠(yuǎn)離價(jià)帶頂，靠近導(dǎo)帶底，意味著帶頂，靠近導(dǎo)帶底，意味著表面處電子濃度將超過(guò)空表面處電子濃度將超過(guò)空穴濃度穴濃度。反型層位于表面，與半導(dǎo)體內(nèi)部反型層位于表面，與半導(dǎo)體內(nèi)部還夾著一層耗盡層。還夾著一層耗盡層。3.少數(shù)載流子少數(shù)載流子反型狀反型狀態(tài)態(tài) 當(dāng)金屬當(dāng)金屬-半導(dǎo)體間的正向電壓進(jìn)一步加大，表面能半導(dǎo)體間的正向電壓進(jìn)一步加大，表面能帶進(jìn)一步向下彎曲。帶進(jìn)一步向下彎曲。 形成與原來(lái)半導(dǎo)體襯底的導(dǎo)電類型形成與原來(lái)半導(dǎo)體襯底的導(dǎo)電類型相反的一層相反的一層導(dǎo)電層導(dǎo)電層， 稱為稱為反型層反型層。8.2.2

9、 表面空間電荷層的表面空間電荷層的電場(chǎng)、電勢(shì)和電容電場(chǎng)、電勢(shì)和電容MIS結(jié)構(gòu)的電容結(jié)構(gòu)的電容=絕緣層的電容絕緣層的電容C0+空間電荷區(qū)電容空間電荷區(qū)電容Cs1. 空間電荷區(qū)電容空間電荷區(qū)電容Cs空間電荷區(qū)電勢(shì)滿足泊松方程空間電荷區(qū)電勢(shì)滿足泊松方程022)(rsxdxVd總的空間電荷總的空間電荷 (x)=q(nD+-PA-+Pp-np)nD+電離施主電離施主,PA-電離受主，電離受主，Pp，np為為x點(diǎn)空穴、電子濃度點(diǎn)空穴、電子濃度)exp(00TkqVnnpp)exp(00TkqVpppp半導(dǎo)體內(nèi)部，電中性條件成立半導(dǎo)體內(nèi)部，電中性條件成立 (x)=0nD+-PA- = np Pp0)022)

10、(rsxdxVd 將將np0、pp代入代入dxdVE在半導(dǎo)體表面處，在半導(dǎo)體表面處，V =Vs),(20000ppsDspnTkqVFqLTkE在半導(dǎo)體表面面電荷密度，在半導(dǎo)體表面面電荷密度，Qs=- rs 0Es),(200000ppsDrsspnTkqVFqLTkQ半導(dǎo)體表面的電容半導(dǎo)體表面的電容Cs=-dQs/dVs電荷密度電荷密度Qs隨表面勢(shì)隨表面勢(shì)Vs變化而變化變化而變化當(dāng)金屬電極為正，當(dāng)金屬電極為正，VS0 ， Qs用負(fù)號(hào)用負(fù)號(hào) ；當(dāng)金屬電極為負(fù)，當(dāng)金屬電極為負(fù)，VS0 ， Qs用正號(hào)用正號(hào) ；1. 多數(shù)載流子堆積狀態(tài)多數(shù)載流子堆積狀態(tài))2exp(),(0000TkqVpnTkqV

11、Fspps)2exp(200TkqVqLTkEsDs)2exp(2000TkqVqLTkQsDrss)2exp(00TkqVLCsDrss以以p型半導(dǎo)體為例型半導(dǎo)體為例當(dāng)外加偏壓當(dāng)外加偏壓VG0時(shí)，時(shí)，V和和VS0,F函數(shù)中函數(shù)中expqV/k0T expqV/k0T另外，另外，np0/ /pp01,2. 平帶狀態(tài)平帶狀態(tài)當(dāng)當(dāng)VG=0, 表面勢(shì)表面勢(shì)Vs=0, 表面能帶不彎曲，稱為表面能帶不彎曲，稱為平帶狀態(tài)平帶狀態(tài)。ES=0, Qs=0， 由于由于Vs=0代入電容表達(dá)式代入電容表達(dá)式(8.31)將給出不將給出不定式，所以定式，所以 )1 (2000ppDrsspnLCDrssLC02由接近平

12、帶時(shí)由接近平帶時(shí)Vs趨于趨于0時(shí)的時(shí)的電容為：電容為：對(duì)對(duì)p型半導(dǎo)體，型半導(dǎo)體，np0pp0電容為：電容為：3. 耗盡狀態(tài)耗盡狀態(tài)當(dāng)當(dāng)VG為正為正, 但還不足以使但還不足以使Ei 彎曲到彎曲到 EF以下，空間電荷以下，空間電荷區(qū)處于區(qū)處于空穴耗盡狀態(tài)空穴耗盡狀態(tài)。V、Vs都大于零。都大于零。Np0/pp02VB時(shí)時(shí)達(dá)到強(qiáng)反型達(dá)到強(qiáng)反型,Qs隨隨Vs指數(shù)式指數(shù)式增大增大2/100)2(rsssTknE 2/100)2(srssnTkQCs也隨也隨ns增大增大而增大而增大強(qiáng)反型后，耗盡層寬度達(dá)到極大值強(qiáng)反型后，耗盡層寬度達(dá)到極大值xdm, 不隨不隨外加電壓增大而增大外加電壓增大而增大8.3 MIS

13、結(jié)構(gòu)的電容結(jié)構(gòu)的電容-電壓特性電壓特性MIS結(jié)構(gòu)是組成結(jié)構(gòu)是組成MOS晶體管等表面器件的基本部分。晶體管等表面器件的基本部分。 MIS結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)平行板電容器。結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)平行板電容器。對(duì)對(duì)MIS結(jié)構(gòu)加某一電壓結(jié)構(gòu)加某一電壓VG, VG一部分一部分V0降落在降落在絕緣層上，一部分絕緣層上，一部分Vs降落在半導(dǎo)體表面層降落在半導(dǎo)體表面層VG= V0 +Vs8.3.1 理想理想MIS結(jié)構(gòu)的電容結(jié)構(gòu)的電容-電壓特性電壓特性 絕緣層中無(wú)電荷，絕緣層中電場(chǎng)均勻絕緣層中無(wú)電荷，絕緣層中電場(chǎng)均勻V0=E0d0介質(zhì)中的電位移矢介質(zhì)中的電位移矢量的大小量的大小D= 0 r0E0金屬中的面電荷密度金屬中的面電

14、荷密度QM=等于介質(zhì)中的電位移矢量等于介質(zhì)中的電位移矢量DV0 =E0d0= QM d0 / / 0 r0E0 r0為絕緣層介電常數(shù)為絕緣層介電常數(shù)考慮到考慮到 QM= -Qs如果如果 MIS上所加電壓變化上所加電壓變化dVG將將dVG代入，得代入，得00CQVs0000dCrssGdVCdQdV0則則MIS電容電容為為GsGMdVdQdVdQCsssdVCdQdQC0sssssdVdQdVdQC表明表明MIS的電容相當(dāng)于絕緣層的的電容相當(dāng)于絕緣層的電容和半導(dǎo)體空間電電容和半導(dǎo)體空間電荷區(qū)電容相串聯(lián)。荷區(qū)電容相串聯(lián)。sssssdVdQdVdQC設(shè)sssssdVdQCdVCdQdQC0011sC

15、CC1110則則C=C0 , MIS結(jié)構(gòu)的電容不隨結(jié)構(gòu)的電容不隨VG變化，變化，總電容等于絕緣層電總電容等于絕緣層電容容，說(shuō)明半導(dǎo)體內(nèi)部到表面是，說(shuō)明半導(dǎo)體內(nèi)部到表面是導(dǎo)通的導(dǎo)通的。如圖。如圖AB段所示段所示當(dāng)偏壓當(dāng)偏壓VG為負(fù)時(shí)，半導(dǎo)體表面處于堆積狀態(tài)，為負(fù)時(shí)，半導(dǎo)體表面處于堆積狀態(tài)，將表面空間電荷區(qū)的電容將表面空間電荷區(qū)的電容Cs若加較大若加較大的負(fù)電壓，的負(fù)電壓，)1 (2000npDsrFBSpnLCsCCC1110代入代入)2exp(11000TkqVLCCsDsr0)2exp(0TkqVs10CC則若絕緣層厚度若絕緣層厚度d0一定，一定，NA越大，表越大，表面空間電荷層越薄面空間電

16、荷層越薄CFB/C0也越大。也越大。)2exp(11000TkqVsLCCDsr若加較小的負(fù)電壓，若加較小的負(fù)電壓，指數(shù)項(xiàng)指數(shù)項(xiàng)不能略去，不能略去，C/C0隨隨|VS|的減小而減小的減小而減小 (如圖如圖BC段段所示所示)當(dāng)當(dāng)VG=0時(shí)，理想的時(shí)，理想的MIS結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)， VS =0，平帶電容為，平帶電容為2/1202000000)(11)(dNqTkCCCCArsrsrFBVsDsrFBSLC02若絕緣層厚度若絕緣層厚度d0越大，越大，C0越小，越小，CFB/C0也越大也越大。利用利用C-V特性測(cè)量表面參數(shù)時(shí)，特性測(cè)量表面參數(shù)時(shí)，常需計(jì)算常需計(jì)算CFB/C0當(dāng)當(dāng)Vg為正，空間電荷區(qū)處為正，空

17、間電荷區(qū)處于耗盡時(shí)，半導(dǎo)體電容為于耗盡時(shí)，半導(dǎo)體電容為2/10)2(ssrASVqNC2/100000)2(11qpVdCCpsrsrsrVG= V0 +VsV0 =-Qs/C0V0 +Vs -VG= Vs VG -(QS/C0)=02/100)(2sDsrsVqTkLQ表面電荷2/1200200)21 (1dqNVCCArsGr耗盡時(shí)，表面空間電荷厚度耗盡時(shí)，表面空間電荷厚度xd隨偏壓隨偏壓VG增大而增大增大而增大。 Xd越大，越大，則則Cs越小，越小，C/C0也減小。也減小。如圖如圖CD段所示段所示電容隨表面勢(shì)發(fā)生變化電容隨表面勢(shì)發(fā)生變化反型狀態(tài)反型狀態(tài)：當(dāng)外加正向偏壓：當(dāng)外加正向偏壓(V

18、s2 VB時(shí)時(shí))，耗盡層寬度保持在最，耗盡層寬度保持在最大大xdm反型時(shí)，表面反型時(shí)，表面空間電容空間電容由于由于qVS2qVBk0T, 分母中第二項(xiàng)很快趨于零。分母中第二項(xiàng)很快趨于零。MIS電容電容又增大，并達(dá)到又增大，并達(dá)到C=C0（相當(dāng)于（相當(dāng)于EF段）（適于信號(hào)較低情段）（適于信號(hào)較低情況）。況）。2/100)(psDsrSpnLC2/1000000)2exp(110TkqVspndLCCpprrD原因：大量電子在半導(dǎo)體表面積累，絕緣層兩邊堆積原因：大量電子在半導(dǎo)體表面積累，絕緣層兩邊堆積電荷，相當(dāng)于電荷，相當(dāng)于平行板電容器平行板電容器。高頻時(shí)，反型層中的電子的產(chǎn)生與復(fù)合跟不上高頻信號(hào)

19、的變高頻時(shí)，反型層中的電子的產(chǎn)生與復(fù)合跟不上高頻信號(hào)的變化，即反型層中的電子數(shù)量不能隨高頻信號(hào)的變化而變化。化，即反型層中的電子數(shù)量不能隨高頻信號(hào)的變化而變化。反型時(shí)，反型時(shí)，xdm達(dá)到最大值，達(dá)到最大值，并不隨并不隨VG變化變化，耗盡區(qū)電，耗盡區(qū)電容達(dá)到容達(dá)到極小值并保持不變極小值并保持不變, 0000min11dxCCrdmr反型層反型層中電子對(duì)電容沒(méi)有貢獻(xiàn)，空間電荷區(qū)的電容仍有中電子對(duì)電容沒(méi)有貢獻(xiàn)，空間電荷區(qū)的電容仍有耗盡層的變化決定。耗盡層的變化決定。所以，所以，C/C0=Cmin/C0, 并保持不隨并保持不隨VG變化變化. 如圖如圖GH段段對(duì)同一種半導(dǎo)體，當(dāng)溫度一定時(shí)，對(duì)同一種半導(dǎo)體

20、，當(dāng)溫度一定時(shí)，Cmin/C0為絕緣層厚度為絕緣層厚度d0及襯底摻雜濃度及襯底摻雜濃度NA的函數(shù)。的函數(shù)。MIS結(jié)構(gòu)的電容與頻率有關(guān)。結(jié)構(gòu)的電容與頻率有關(guān)。當(dāng)當(dāng)d0也一定時(shí)，也一定時(shí)， NA越大，越大， Cmin/C0值就越大。值就越大。利用利用Cmin/C0值，可測(cè)定半導(dǎo)體表面的雜質(zhì)濃度。值，可測(cè)定半導(dǎo)體表面的雜質(zhì)濃度。MIS結(jié)構(gòu)電容結(jié)構(gòu)電容-電壓特性電壓特性開(kāi)始強(qiáng)反型時(shí)，低頻信號(hào)下開(kāi)始強(qiáng)反型時(shí)，低頻信號(hào)下的電容接近的電容接近C00000min11dxCCrdmr8.3.2 金屬與半導(dǎo)體功函數(shù)差對(duì)金屬與半導(dǎo)體功函數(shù)差對(duì)MIS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C-V特性特性理想理想MIS結(jié)構(gòu)沒(méi)有考慮金屬和半導(dǎo)結(jié)構(gòu)沒(méi)有考

21、慮金屬和半導(dǎo)體的公函數(shù)差的影響。實(shí)際中，體的公函數(shù)差的影響。實(shí)際中， 金金屬與半導(dǎo)體功函數(shù)差對(duì)屬與半導(dǎo)體功函數(shù)差對(duì)MIS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C-V特性會(huì)產(chǎn)生顯著影響。特性會(huì)產(chǎn)生顯著影響。以鋁以鋁-二氧化硅二氧化硅-p-硅組成的硅組成的MOS結(jié)構(gòu)為例結(jié)構(gòu)為例由于由于WsiWAl，電子從，電子從金屬流向半導(dǎo)體金屬流向半導(dǎo)體因此，在因此，在p-硅表面形成硅表面形成負(fù)的空間電荷區(qū)負(fù)的空間電荷區(qū)，金屬表面形成正電荷。金屬表面形成正電荷。產(chǎn)生指向半導(dǎo)體的電場(chǎng)，使硅表面層內(nèi)部向下彎曲。產(chǎn)生指向半導(dǎo)體的電場(chǎng)，使硅表面層內(nèi)部向下彎曲。半導(dǎo)體中電子的電勢(shì)能相對(duì)于金屬的半導(dǎo)體中電子的電勢(shì)能相對(duì)于金屬的接觸電勢(shì)差接觸電勢(shì)差 qV

22、ms=Ws-WmqWWVmsms這是由于金屬和半導(dǎo)體功函數(shù)的不同，這是由于金屬和半導(dǎo)體功函數(shù)的不同，雖然外加偏壓為雖然外加偏壓為零，半導(dǎo)體表面并不處于平帶零，半導(dǎo)體表面并不處于平帶。為了使半導(dǎo)體處于為了使半導(dǎo)體處于平帶平帶，需加需加一個(gè)負(fù)電壓一個(gè)負(fù)電壓。以抵消兩邊功函。以抵消兩邊功函數(shù)不同引起的電場(chǎng)和能帶彎曲。數(shù)不同引起的電場(chǎng)和能帶彎曲。所加的電壓稱為所加的電壓稱為平帶電壓。平帶電壓。qWWVVsmmsFB使理想使理想MIS結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的C-V特性曲線特性曲線向負(fù)電壓方向移動(dòng)了向負(fù)電壓方向移動(dòng)了VFB的距離。的距離。8.3.3 絕緣層中的電荷對(duì)絕緣層中的電荷對(duì)MIS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C-V特性的影響特性的影響絕緣層中總是會(huì)存在一定的電荷，對(duì)絕緣層中總是會(huì)存在一定的電荷，對(duì)MIS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C-V特性產(chǎn)特性產(chǎn)生影響生影響無(wú)外加電壓時(shí)，設(shè)絕緣層中有一薄層電荷無(wú)外加電壓時(shí)，設(shè)絕緣層中有一薄層電荷Q，在金屬和半，在金屬和半導(dǎo)體表面會(huì)吸引異號(hào)電荷。導(dǎo)體表面會(huì)吸引異號(hào)電荷。這些電荷在半導(dǎo)體空間電荷層內(nèi)有電場(chǎng)產(chǎn)生，使這些電荷在半導(dǎo)體空間電荷層內(nèi)有電場(chǎng)產(chǎn)生，使半導(dǎo)體表面能帶發(fā)生彎曲。為了恢復(fù)半導(dǎo)體的平半導(dǎo)體表面能帶發(fā)生彎曲。為了恢復(fù)半導(dǎo)體的平帶，須在金屬板上加一個(gè)平帶電壓。帶，須在金屬板上加一個(gè)平帶電壓。若薄層電荷為正電荷，則會(huì)感應(yīng)負(fù)電荷，使半導(dǎo)若薄層電荷為正電荷，