2022-2023學年高二物理競賽課件：理想MOS電容器

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理想MOS電容器理想MOS電容器

教學要求

2..了解電荷QI的產(chǎn)生機制

3.了解積累區(qū)、耗盡區(qū)、反型區(qū)和強反型情況下，MOS電容的變化規(guī)律及影響MOS電容的主要因素

1.導出公式MOS中無直流電流流過，所以MOS電容中最重要的特性就是C-V特性，把理想C-V特性曲線和實測C-V曲線比較，可以判斷實際MOS電容與理想情況的偏差。而且在MOS器件制備中，MOS電容的C-V特性檢測也常作為一種常規(guī)的工藝檢測手段。理想MOS電容器

理想MOS電容器MOS系統(tǒng)單位面積的微分電容微分電容C與外加偏壓VG

的關系稱為MOS系統(tǒng)的電容—電壓特性。

（6-2-1）（6-2-2）若令（6-2-3）（6-2-4）則

（6-2-5）C0絕緣層單位面積上的電容，Cs半導體表面空間電荷區(qū)單位面積電容。

理想MOS電容器

（6-2-6）（6-2-7）對于理想MOS系統(tǒng)，絕緣層單位面積電容：

理想MOS電容器

半導體的表面電容Cs是表面勢

s的函數(shù)，因而也是外加柵電壓VG的函數(shù)理想MOS電容器

將電容隨偏壓的變化分成幾個區(qū)域，變化大致情況如圖6-7所示。

圖6-7P型半導體MOS的C-V特性n型MOS電容高、低頻C-V特性理想MOS電容器

積累區(qū)（VG>0）(以n襯底為例）直流O-S界面積累多子，多子在10-10-10-13秒的時間內(nèi)達到平衡。加交變信號，積累電荷的改變量ΔQ，只在界面附近變化，因此MOS電容相當于平板電容器

MOS系統(tǒng)的電容C基本上等于絕緣體電容C0。當負偏壓的數(shù)值逐漸減少時，空間電荷區(qū)積累的電子數(shù)隨之減少，并且Qs隨

s的變化也逐漸減慢，Cs變小?？傠娙軨也就變小。理想MOS電容器

平帶情況（VG=0）由摻雜濃度和氧化層厚度確定

理想MOS電容器

耗盡區(qū)（VG<0）(以n襯底為例）柵上有-Q電荷，半導體中有+Q的受主雜質(zhì)ND+，ND+的出現(xiàn)是由于多子被排斥，因此器件工作與多子有關，仍能在10-10

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