半导体物理(课堂PPT)课件

1、PowerPoint2003半导体物理习题课件第八章1半导体物理学习题 第八章81828384878889810281 导出使表面恰为本征时的表面电场强度，表面电荷密度和表面层电容的表达式（P型硅）。 解答： P型硅， 能带不弯， ，表面本征时， ， 由公式8-17得， 由公式8-18得， 3其中 4P型硅表面本征，能带下弯， 返回582 解答：67返回883 对于MOS电容， 的厚度为 ,n型硅， ，计算室温下的平常电容 解答：9返回1084 导出理想MIS结构的开启电压随温度变化的关系式。 解答：与温度无关，11返回1287 计算下列情况的平带电压的变化： 氧化层均匀分布正电荷；三角行分布

2、，金属附近高，硅附近低；三角形分布，金属附近低，硅附近高。并假设单位面积的总离子数为 ， 氧化层厚度为 0.2 ， 解答：电荷均匀分布，面密度 1314 1516 体电荷密度返回1788 试导出下列情况下快表面态中单位面积电荷的表达式： 位于禁带中央处 ；的单能级表面态，单位面积内的表面态数为 均匀分布于整个带的表面态，即 （以上两题，假定表面态是受主型的，即当该表面态被 一个电子占据时带负电，空着时为电中性）。解答： 18单位面积上的电荷量为电子的分布函数为：19 电子占据能量为E得表面态的几率为：202122讨论：对于本征半导体23对于一般半导体24对于非简并p型或n型总有返回258-9

3、对 ，氧化层厚度 的硅栅控二极管，计算下其开启电压 与反压的关系。取 解答：2627返回28810 （硅） 栅控二极管，其冶金结面积为 ； 衬底杂质浓度 ，结深，氧化层厚度 寿命 ，表面复合速度 ；平带电压 ;栅极与n型区重叠面积为 。试计算： 衬底表面分别为本征和强反型时的栅电压（室温下结 电容为零时）； ， 在与同样的栅压下， ，正向电流和栅电压的函数关系。29解答：上面式相等 ，开方，取对数得 303132a：3334时的反向电流b:时的反向电流由（1）知强反型时。35即 栅下n型表面处为强反型状态少子空穴堆积界面态表面产生电流表面耗尽区产生电流 反向电流36时的反向电流37a：时流 结

4、的正向电 n区表面为多子积累状态，只考虑冶金结的正向扩散电流和复合电流即可；又因是 结，可视为单向注入，即主要是空穴扩散电流。 38结的势垒复合电流39时40b:时的 在（1）求过强反型时：,显然为n型表面强反型。未加冶金结电压时，强反型表面势为 。 冶金结加上正向偏压后表面势降低为 场感应结41场感应结正向复合电流总的正向电流感应结复合电流 冶金结复合电流 +冶金结空穴扩散电流 +感应结空穴扩散电流 其中 42c: 求反向电流，正向电流与栅压的关系冶金结耗尽层宽度为（外加反压时 ，外加正压时 ） 设感应结耗尽层的厚度为 ，绝缘层电容为 ， 平带电压为 ,表面势为 ，则有：43解为： 负号无意义，取正号得： 44上式把表面耗尽层厚度表示为栅压的函数。下边分三种情况分析 的关系：结电流与 一 使表面积累，只有冶金结对电流有贡献， 结反偏：结正偏：单向注入空穴扩散电流+冶金结正向复合电流45= = 显然，正反电流均与无关。二 使表面耗尽，此时正反电流均与 有关：反向偏压：46三 正偏压 47由以