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MOS器件--耗尽层和反型层详解以及区别-KIA 98858vip威尼斯

信息来源:本站 日期:2021-10-08 

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MOS器件--耗尽层和反型层详解以及区别-KIA 98858vip威尼斯


耗尽层和反型层

反型层是半导体材料中的一层,在某些条件下,多数载流子的类型在一定条件下变化。在通常的MOS器件中,反型层构成导电沟道,是器件导通的原因,表面反型状态对MOS器件至关重要。


MOS器件 耗尽层 反型层


当栅源之间加上正向电压P型衬底相当于以SiO2为介质的平板电容器,在正的栅源电压的作用下,介质将产生一个垂直于半导体表面的由栅极指向P衬底的电场但不会产生电流iG。


这个电场是排斥空穴而吸引电子的,因此,使栅极附近的P型衬底中的空穴被排斥,同时P型衬底中的少子(电子)被吸引到栅极下的衬底表面,当正的栅源电压达到一定数值时,这些电子在栅极附近的P型硅表面便形成了一个N型薄层,称之为反型层。


在反型状态下,反型载流子主要分布在紧靠表面的薄层内,其厚度约为10nm,比下面的耗尽层薄得多。一般假定反型层是一个厚度可以忽略的薄层,这一假设称为电荷薄层近似,全部降落在其下的耗尽层上。


强反型状态

半导体表面的少数载流子浓度等于体内的多数载流子浓度时,半导体表面开始强反型。


强反型时,表面势近似为不变的数值,耗尽层电荷及耗尽层厚度有极大值,此时过剩栅压只是形成反型层电荷。


耗尽层,是指PN结中在漂移运动和扩散作用的双重影响下载流子数量非常少的一个高电阻区域。耗尽层的宽度与材料本身性质、温度以及偏置电压的大小有关。


耗尽层(depletion region),又称耗尽区、阻挡层、势垒区(barrier region),是指PN结中在漂移运动和扩散作用的双重影响下载流子数量非常少的一个高电阻区域。


耗尽层的宽度与材料本身性质、温度以及偏置电压的大小有关。


耗尽区是这样命名的,因为它是由导电区域通过除去所有自由电荷载体而形成的,而不留下任何电流。


了解耗尽区是解释现代半导体电子器件的关键:二极管,双极结型晶体管,场效应晶体管和可变电容二极管都依赖于耗尽区现象。


98858vip威尼斯形成导电沟道时的耗尽层和反型层区别

以NMOS为例,它是P型衬底,空穴是衬底的多子。


NMOS要导通的话,得给栅极加正电压,那么栅极金属层将积累正电荷,排斥衬底中的空穴,使之剩下不能移动的负电中心区域,这块区域就叫做耗尽层。


简单理解就是衬底里的多子被耗尽(排斥)了。什么是反型层呢?给栅极加正电压,排斥空穴的同时,也会吸引衬底中的自由电子。


电子被吸引到耗尽层和绝缘层(SiO2)之间,形成一个N型薄区,称为反型层。这个反型层就是源漏之间的导电沟道。



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