反型層

反型層

反型層是半導體材料中的一層,在某些條件下,多數載流子的類型在一定條件下變化。在通常的MOS器件中,反型層構成導電溝道,是器件導通的原因,表面反型狀態對MOS器件至關重要。

概念


當柵源之間加上正向電壓P型襯底相當於以SiO2為介質的平板電容器,在正的柵源電壓的作用下,介質將產生一個垂直於半導體表面的由柵極指向P襯底的電場但不會產生電流iG。這個電場是排斥空穴而吸引電子的,因此,使柵極附近的P型襯底中的空穴被排斥,同時P型襯底中的少子(電子)被吸引到柵極下的襯底表面,但正的柵源電壓達到一定數值時,這些電子在柵極附近的P型硅表面便形成了一個N型薄層,稱之為反型層。在反型狀態下,反型載流子主要分佈在緊靠表面的薄層內,其厚度約為10nm,比下面的耗盡層薄得多。一般假定反型層是一個厚度可以忽略的薄層,這一假設稱為 電荷薄層近似,全部降落在其下的耗盡層上。

強反型狀態


半導體表面的少數載流子濃度等於體內的多數載流子濃度時,半導體表面開始強反型。
強反型時,表面勢近似為不變的數值,耗盡層電荷及耗盡層厚度有極大值,此時過剩柵壓只是形成反型層電荷。