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MOS管半導(dǎo)體的函數(shù)差-半導(dǎo)體的函數(shù)是如何定義的-KIA MOS管

信息來源：本站　日期：2017-05-23　

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SiOz-SiMoS二極管

對所有的MOS二極管而言，金屬—Si02 -Si為最受廣泛研究．Si0—Si系統(tǒng)的電特性近似于理想的MOS二極管，然而，對于廣泛使用的金屬電極而言，其功函數(shù)差qm。一般不為零，而且在氧化層內(nèi)部或SQ-Si界面處存在的不同電荷，將以各種方式影響理想MOS的特性。

一、功函數(shù)差

半導(dǎo)體的功函數(shù)坤；為費(fèi)米能級至真空之間的能量差（圖6，2），隨摻雜濃度而有所變化，對于一有固定功函數(shù)qm的特定金屬而言，我們預(yù)期其功函數(shù)差為qms-q（m一s），因此將會隨著半導(dǎo)體的摻雜濃度而改變．鋁為最常用的金屬之一，其qm=4.leV．另一種廣泛使用的材料為高摻雜的多晶硅n-與p+多晶硅的功函數(shù)分別為4. 05eV與5.05 eV．圖6.8表示在濃度變化下，鋁、n+多晶硅、p+多晶硅等與硅間的功函數(shù)差，值得注意的是，隨著電極材料與硅襯底摻雜濃度的不同，ms可能會有超過2V的變化。

欲建構(gòu)MOS二極管的能帶圖，我們由夾在獨(dú)立金屬與獨(dú)立半導(dǎo)體間的氧化層夾心結(jié)構(gòu)開始[圖6.9(a)]．在此獨(dú)立的狀態(tài)下，所有的能帶均保持水平，此為平帶狀況．在熱平衡狀態(tài)下，費(fèi)米能級必為定值，且真空能級必為連續(xù)，為調(diào)節(jié)功函數(shù)差，半導(dǎo)體能帶需向下彎曲，如圖6.9(b)所示．因此在熱平衡狀態(tài)下，金屬含正電荷，而半導(dǎo)體表面則為負(fù)電荷．為達(dá)到如圖6.2中的理想平帶狀況，需外加一相當(dāng)于功函數(shù)差qms電壓，此對應(yīng)至圖6.9(a)的狀況，在此需在金屬外加一負(fù)電壓VFB(VFB=ms)，而此電壓稱為平帶電壓.