1.6. Поверхностные явления в полупроводниках

Свойства полупроводников на поверхности и в объёме различаются, и данный факт необходимо учитывать при разработке и изготовлении ИС. Причина указанного различия состоит в возникновении поверхностных энергетических состояний у поверхности реальных полупроводниковых структур.

Эти состояния обусловлены:

• наличием нескомпенсированных валентных связей;

• искажением энергетического потенциала решётки у поверхности;

• другими всевозможными поверхностными дефектами.

С этими состояниями связано возникновение поверхностного заряда, то есть поверхность полупроводникового кристалла приобретает положительный или отрицательный заряд. В соответствии с условием электронейтральности образование поверхностного заряда должно сопровождаться возникновением объёмного заряда для нейтрализации. Тогда структура p-n-перехода (рис. 1.3) при отсутствии и наличии “+” поверхностного заряда будет иметь вид:

Рис. 1.6. Структура p-n-перехода при отсутствии (а) и наличии (б) поверхностного заряда

Поверхностные явления используются в микроэлектронных структурах в случае приложения к ним внешнего электрического поля. Они сильно изменяют электропроводность полупроводника и известны как эффект поля. Такие структуры положены в основу создания МДП-транзисторов с изолированным затвором.