Обедненный, инверсионный и обогащенный слои полупроводника

При формировании приповерхностной области полупроводника могут встретиться следующие три важных случая: обеднение, инверсия и обогащение этой области носителями тока.

Обедненная область появляется в том случае, когда на поверхности полупроводника возникает поверхностный заряд, по знаку совпадающий со знако основныхносителей тока, а по величине не настолько большой, чтобы вызвать пересечение кривой электростатического потенциала с уровнем Ферми.

Вызванный таким зарядом изгиб зон приводит к увеличению расстояния от уровня Ферми до дна зоны проводимости в полупроводнике п-типа и до вершины валентной зоны в полупроводнике р-типа.

Увеличение этого расстояния сопровождается обеднением приповерхностной области основными носителями тока: их концентрация, как и концентрация неосновных носителей, оказывается много меньше концентрации нескомпенсированной примеси, определяющей тип проводимости полупроводника.

Инверсионная область. При высокой плотности поверхностного заряда, по знаку совпадающего со знаком основных носителей тока, кривая электростатического потенциала соответствующая середине запрещенной зоны, может пересечь уровень Ферми и располагаться выше его в полупроводниках п-типа и ниже — в полупроводниках р-типа.

В этом случае расстояние от уровня Ферми до потолка валентной зоны в полупроводнике п-типа оказывается меньше расстояния до дна зоны проводимости, вследствие чего концентрация неосновных носителей тока (дырок) у поверхности полупроводника будет выше концентрации основных носителей и тип проводимости этой области изменится. Это явление получило название инверсии, а слои, в которых оно наблюдается, называются инверсионными слоями.

Обогащенная область.

Если знак поверхностного заряда противоположен знаку основных носителей тока в полупроводнике, то под его влиянием происходит притяжение к поверхности основных носителей тока и обогащение ими приповерхностного слоя. Такие слои называются обогащенными.

Дата добавления: 2014-01-07