Поверхностная проводимость. Эффект поля

Искривление зон у поверхности полупроводника может изменить величину проводимости по поверхности:

,                      (9.19)

где

,      (9.20)

,

(9.21)

Функции  и  табулированы для конкретного полупроводника и определенных условий. В стационарном состоянии D s_s = Const. Но если знать зависимость захваченного поверхностного заряда Q_s от j_s, то можно рассчитать энергетическое положение и концентрацию поверхностных уровней.

Эту информацию можно получить из эффекта поля. (рис. 9.2). Возможен теоретический расчет D s_s (j_s) и Q_o (j_s) и сравнение его с экспериментом. На рис. 9.3 приведена зависимость D s_s и Q_o от величины и знака внешнего потенциала, приложенного к полупроводнику n-типа.

Рис. 9.2. Схема наблюдения эффекта поля:

П – полупроводник, И – изолятор, М – металл

Рис. 9.3. Зависимость D s_s и Q_o от величины и знака внешнего потенциала

В точке  инвертируется знак проводимости в поверхностном слое. Зная D s_s, можно по графику определить Q_o и j_s. Однако, D s_s складывается как из эффекта поля, так и из поверхностных зарядов.

Практически определить поверхностный заряд можно из экспериментальной зависимости D s_s от полного заряда Q = CV; затем определяют D s_{s min} в точке минимума. Строят теоретическую зависимость D s и Q_o. Совмещая D s_{s min} экспериментальное и теоретическое и сравнивая Q_o (j_s) за счет эффекта поля и экспериментальную зависимость полного заряда Q (j_s), можно найти захваченный на поверхностных уровнях заряд:

Q_s (j_s) = Q (j_s) – Q_o (j_s)                (9.22)