Физические процессы в МДП-структуре

Напряжение затвора создает электрическое поле, проникающее через тонкий (толщиной d=0,03-0,1 мкм) слой диэлектрика в приповерхностный слой по­лупроводника, где оно изменяет концентрацию носителей.

В зависимости от значения напряжения наблюдаются рас­смотренные режимы обогащения, обеднения или инверсии.

Рис, 10.2 МДП-структура

Напряжение U_з =U₀, при котором в полупроводнике равны нулю напряженность поля, поверхностный потенци­ал и объемный заряд, называется напряжением нейтрализа­ции. Оно соответствует границе режимов обогащения и обеднения.

Пороговым напряжениемU_з = U_nop, называется напряжение, при котором концентрация электронов в приповерхностном слое равна концентрации акцепторов, что соответствует границе режимов обеднения и инверсии.

Таким образом при U_з < U_o имеет место режим обогащения.

При U₀<U₃ <U_nop - режим обед­нения,

при Uз >U_nop - режим инверсии.

Напряжение затвора складывается из напряжения на диэлектрике U_д, напряжения в приповерхностном слое полупроводника f_пов и контактной разности потенциалов перехода ме­талл — полупроводник f_мпо.

Наиболее широко применяется МДП-структура на кремнии, где диэлектриком служит диоксид кремния, за­твором - пленка алюминия.