MIS结构
MIS结构指金属Metal-绝缘层Insulation-半导体结构Semiconductor结构,是压控型功率器件如MOSFET、IGBT等Gate栅极常用的一种结构,其表面效应决定着半导体器件的特性,如MOS金属Metal-氧化物Oxide-半导体Semiconductor器件就是其中的一个例子。
金属与半导体间加负电压、金属接负电压时,表面势能为负值,表面处能带向上弯曲,价带顶将逐渐移近甚至高过费米能级,价带的空穴浓度随之增加,表面层内就出现空穴的堆积而带正电荷,越接近表面空穴浓度越高。
金属与半导体间加正电压、金属接正电压时,表面势能为正值,表面处能带向下弯曲,越接近表面,费米能级离价带顶越远,价带的空穴浓度随之降低,在靠近表面的一定区域内,价带顶位置比费米能级低得多,表面处空穴浓度将比体内空穴浓度低很多,这种状态称做耗尽。
金属和半导体间的正电压进一步增大时,表面处能带相对于体内将进一步向下弯曲,这时表面处的费米能级位置可能高于禁带中间能量,也就是费米能级离导带底比离价带顶更近一些,这意味着表面处电子浓度将超过空穴浓度,即形成与原来半导体导电类型相反的类型,也称为反型层,如下图MOSFET的Gate加正电压,在P型半导体表面产生N型反型层。