Искривление - энергетическая зона
Cтраница 3
 |
Энергетические диаграммы кремния р-типа ( а и двуокиси кремния ( б. [31] |
Имеет место также другой механизм, способствующий образованию первоначального инверсного слоя. Он обусловлен разностью работ выхода кремния, двуокиси кремния и материала затвора. Рассмотрим сначала искривление энергетических зон на границе раздела полупроводник - диэлектрик, вызванное разностью работ выхода кремния и двуокиси кремния. Однако следует иметь в виду, что работа выхода зависит от концентрации легирующей акцепторной примеси, так как уровень легирования определяет положение уровня Ферми. Работа выхода двуокиси кремния 7psio, для слоев толщиной 1500 - 6000 А составляет - 4 4 эВ, причем двуокись кремния проявляет свойства полупроводника n - типа. [32]
Следствием заряжения поверхности является возникновение в приповерхностном слое полупроводника объемного заряда, по знаку противоположного заряду поверхности и его компенсирующего. Это приводит к искривлению энергетических зон вблизи поверхности полупроводника. [33]
Адсорбированные на катализаторе молекулы можно рассматривать как находящиеся на поверхности кристалла примеси, приводящие к появлению на ней избыточных зарядов. В силу электронейтральности кристалла в целом такой заряд нейтрализуется соответствующим обратным по знаку зарядом в приповерхностной области кристалла. В этой области ( так называемой области пространственного заряда) происходит искривление энергетических зон кристалла и формируются дырочные и электронные квазиуровни Ферми, определяющие энергетическое состояние этих объектов в приповерхностной зоне в реальном примесном ( легированном) полупроводнике. [34]
Поверхностные уровни в зависимости от их природы могут захватывать электроны или дырки, которые в результате этого оказываются локализованными на поверхности полупроводника. Если, например, поверхностные уровни захватывают электроны, то поверхность полупроводника становится заряженной отрицательно, а в приповерхностном слое в силу электростатического взаимодействия локализованных на поверхности электронов с носителями заряда в объеме полупроводника возникает пространственный положительный заряд. Появление пространственного заряда приводит к возникновению электрического поля в этом слое и соответственно к искривлению энергетических зон. [35]
В работах Ф. Ф. Волькенштейна и его сотрудников [8, 218-221] показано, что при помещении полупроводникового адсорбента в однородное электрическое поле его адсорбционная способность изменяется. Характер этого изменения определяется положением уровней хемосорбированных частиц v относительно уровня Ферми на поверхности е, а также типом связи между хемосорбированными частицами и поверхностью. Изменение адсорбционной способности под действием поля обусловлено тем, что концентрация частиц, хемосорбированных поверхностью, является функцией е - и, а положение уровня Ферми на поверхности зависит от степени искривления энергетических зон, которое будет изменяться при наложении внешнего электрического поля. [36]
В работах Ф. Ф. Волькенштейна и его сотрудников [8, 218-221] показано, что при помещении полупроводникового адсорбента в однородное электрическое поле его адсорбционная способность изменяется. Характер этого изменения определяется положением уровней хемосорбированных частиц v относительно уровня Ферми на поверхности е, а также типом связи между хемосорбированными частицами и поверхностью. Изменение адсорбционной способности под дей - ствием поля обусловлено тем, что концентрация частиц, хемосорбированных поверхностью, является функцией е - v, а положение уровня Ферми на поверхности зависит от степени искривления энергетических зон, которое будет изменяться при наложении внешнего электрического поля. [37]
Направление перехода электрона зависит от положения уровня Ферми в объеме полупроводника и энергетического уровня хемосорбированнои молекулы. Положение уровня Ферми определяет концентрацию дырочного и электронного газа в твердом теле. При хемосорбции, когда электрон или дырка переходят из твердого тела на адсорбированную молекулу, поверхность полупроводника заряжается, и в приповерхностном слое возникает заряд противоположного знака. В результате такого процесса наблюдается искривление энергетических зон вблизи поверхности полупроводника. [38]
На электронной и дырочной областях р - - перехода в германии создавались и исследовались каналы поверхностной проводимости. Для объяснения результатов используется модель, основанная на искривлении энергетических зон у поверхности образца. Предполагается, что у поверхности образуется инверсионный слой с основными носителями другого знака, чем в объеме. В исследованных каналах воспроизводятся условия, усложняющие процесс изготовления кристаллических триодов и обеспечение надежности их работы. Тем самым дается основа для объяснения часто наблюдаемых аномальных явлений. [39]
 |
Контакт металл-полупроводник. [40] |
Предположим, что полярность напряжения изменилась на обратную. В этом случае у поверхности полупроводника образуется положительно заряженный слой. Таким образом, и в этом случае имеет место искривление энергетических зон. [41]
Основным элементом полупроводниковых приборов является р-п-пе-реход, который представляет собой тонкий слой на границе раздела двух полупроводников различного типа электропроводности. Так как в одной области полупроводника ( п) имеется большая концентрация электронов, а в другой ( р) - дырок, возникает их диффузия в области с другим типом проводимости. Встречная диффузия электронов и дырок приводит к тому, что вблизи границы раздела я-область заряжается положительно, а р-область - отрицательно. Возникает двойной заряженный слой ( типичная толщина слоя около 0 1 мкм), поле которого направлено от n - области к р-области и препятствует дальнейшей диффузии носителей. Наличие контактного поля приводит к тому, что энергия электронов возрастает в р-обла-сти, а энергия дырок возрастает в я-области. В области р-я-перехода возникает искривление энергетических зон и образуются потенциальные барьеры как для электронов, так и для дырок. Потенциальные барьеры способствуют уходу из соответствующих областей неосновных носителей. [42]
Страницы: 1 2 3