C-V特性曲線

應(yīng)用

當(dāng)所加電壓改變時(shí)，電容被測(cè)出。該方法是使用金屬-半導(dǎo)體結(jié)（肖特基勢(shì)壘）或者PN結(jié)或者場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)得到耗盡層（其中載流子被全部抽走，但仍然有離子化的施主或晶體缺陷）。當(dāng)電壓改變時(shí)，耗盡層深淺也發(fā)生變化。1

金屬-氧化物-半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的C-V特性

金屬-氧化物-半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)是MOSFET的一部分，用來(lái)控制晶體管溝道中勢(shì)壘的高低。

對(duì)于一個(gè)n溝道MOSFET來(lái)說(shuō)，該結(jié)構(gòu)的工作特性可分為三個(gè)部分，分別與圖1對(duì)應(yīng)：

累積

考慮一個(gè)p型的半導(dǎo)體（電洞濃度為N**A）形成的MOS電容，當(dāng)給電容器加負(fù)電壓時(shí)，電荷增加（如C-V曲線右側(cè)所示）。

耗盡

相反，當(dāng)一個(gè)正的電壓V**GB施加在閘極與基極端時(shí)，電洞的濃度會(huì)減少（稱為耗盡，如C-V曲線中間所示），電子的濃度會(huì)增加。

反型

當(dāng)V**GB夠強(qiáng)時(shí)，接近閘極端的電子濃度會(huì)超過(guò)電洞。這個(gè)在p-type半導(dǎo)體中，電子濃度（帶負(fù)電荷）超過(guò)電洞（帶正電荷）濃度的區(qū)域，便是所謂的反轉(zhuǎn)層（inversion layer），如C-V曲線右側(cè)所示。

MOS電容的特性決定了金氧半場(chǎng)效晶體管的操作特性，但是一個(gè)完整的金氧半場(chǎng)效晶體管結(jié)構(gòu)還需要一個(gè)提供多數(shù)載流子（majority carrier）的源極以及接受這些多數(shù)載子的汲極。2

摻雜 (半導(dǎo)體)

摻雜（英語(yǔ)：doping）是半導(dǎo)體制造工藝中，為純的本征半導(dǎo)體引入雜質(zhì)，使之電氣屬性被改變的過(guò)程。引入的雜質(zhì)與要制造的半導(dǎo)體種類有關(guān)。輕度和中度摻雜的半導(dǎo)體被稱作是雜質(zhì)半導(dǎo)體，而更重度摻雜的半導(dǎo)體則需考慮費(fèi)米統(tǒng)計(jì)律帶來(lái)的影響，這種情況被稱為簡(jiǎn)并半導(dǎo)體。

摻雜之后的半導(dǎo)體能帶會(huì)有所改變。依照摻雜物的不同，本征半導(dǎo)體的能隙之間會(huì)出現(xiàn)不同的能階。施體原子會(huì)在靠近導(dǎo)帶的地方產(chǎn)生一個(gè)新的能階，而受體原子則是在靠近價(jià)帶的地方產(chǎn)生新的能階。假設(shè)摻雜硼原子進(jìn)入硅，則因?yàn)榕鸬哪茈A到硅的價(jià)帶之間僅有0.045電子伏特，遠(yuǎn)小于硅本身的能隙1.12電子伏特，所以在室溫下就可以使摻雜到硅里的硼原子完全解離化。

摻雜物對(duì)于能帶結(jié)構(gòu)的另一個(gè)重大影響是改變了費(fèi)米能階的位置。在熱平衡的狀態(tài)下費(fèi)米能階依然會(huì)保持定值，這個(gè)特性會(huì)引出很多其他有用的電特性。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)p-n結(jié)的能帶會(huì)彎折，起因是原本p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體的費(fèi)米能階位置各不相同，但是形成p-n結(jié)后其費(fèi)米能階必須保持在同樣的高度，造成無(wú)論是p型或是n型半導(dǎo)體的導(dǎo)帶或價(jià)帶都會(huì)被彎曲以配合界面處的能帶差異。1