Mdy strukturu (keçidi)

MDY strukturunda fəza yükləri vəbəqəsi. Zonanın əyilmə xarakteristikası yarımkeçiricinin həcmində 0-dan onun səthindəki ψ_s qiymətinə qədər dəyişən ψ elektrostatik potensialdan asılıdır (z=0). Yüksək temperaturda və zəif inversiyada laydakı elektronların və deşiklərin konsentrasiyası eksponensial olaraq ψ –dən asılıdır:

Burada n₀ və p₀ yarımkeçiricinin həcmindəki elektronların və deşiklərin tarazlıq konsentrasiyalarıdır. Güclü inversiya və inversiya təbəqəsində temperaturun azalması elektron (və ya deşik) qazının Fermi cırlaşması yaranır.
MDY strukturunun tutumu. Burada MDY strukturunun elektroneytrallıq şərtindən belə çıxır ki, metal sürgüdə Q yükü yarımkeçiricinin inversiya layındakı Q_i yükün cəminə bərabərdir (kasıblaşmış təbəqədə ionlaşmış donorların və yükünün cəminə bərabərdir).

Burada W kasıblaşmış təbəqənin qalınlığı, N_a və N_d yarımkeçiricinin həcmində uyğun olaraq akseptorların və donorların konsentrasiyaları, e elementar yükdür.
MDY struktura tətbiq edilən ümumi V gərginliyi dielektrik və yarımkeçiricinin fəza yükünün olduğu təbəqə arasında paylanır. MDY struktura vahid səthə düşən diferensial tutumu kimi təyin olunan ardıcıl birləşmiş iki kondensator baxıla bilər.
,
Burada dielektrikin tutumu, yarımkeçiricinin diferensial tutumudır.
V < 0 (zənginləşmiş rejim) olduqda, tutum С_y.k > C_diel və ümumi C tutumu C_diel -ə yaxındır (şək. 5). kasıblaşmış oblast əlavə dielektrik təbəqə əmələ gətirir və MDY strukturun tutumu azalır. İnversiya oblastında (V > 0) meydana çıxan inversiya təbəqəsinin difirensial tutumu dielektrikin tutumundan cox-çox böyük olur və C ~ C_diel.

Şəkil 5. MDY strukturun kvazistatik Volt-Farad xarakteristikası.
Bu o deməkdir ki, MDY struktura verilən bütün yük V-nin sonrakı artması zamanı (güclü inversiya halında) demək olar ki, inversiya qatında cəmləşir.
Eyni hadisə aşağı temperaturlarda , yarımkeçiricinin həcmində keçiricilik yoxa çıxacaq dərəcədə kiçik olduqda baş verir: V dəyişdikdə, kasıblaşmış təbəqənin yükü dəyişməyə imkan tapmır və yarımkeçiricinin həcmi və inversiya təbəqəsi arasında praktiki olaraq tarazlıq yaranmır. Bu halda, inversiya təbəqəsinin yükünü dəyişdirmək üçün onunla birbaşa omik kontakt tələb olunur. Hər iki halda inversiya qatında yük daşıyıcıların N_s konsentrasiyası V ilə xətti asılıdır:

Burada astana gərginliyi olub, dielektrik-yarımkeçiricinin sərhəddinin fiziki xassələrindən asılıdır.
Real MDY strukturlarda dielektrik-yarımkeçiricinin sərhəddinin yaxınlığında qadağan olunmuş zonanın enerjisi həddində bağlı enerjiyə görə kəsilməz paylanmış elektron halı mövcuddur (yarımkeçirici-dielektrik sərhəddi yaxınlığında toplanan kristal qəfəsdəki defektlər, aşqar ionları və s. hesabına). V dəyişdikdə bu halların yenidən yüklənməsi müxtəlif sürətlərlə baş verə bilər. Buna görə də dəyişən V halında real MDY strukturların Volt-Farad Xarakteristikası tezlikdən asılıdır.

Ədəbiyyat:

1. 
   3и С., Физика полупроводниковых приборов, пер. с англ., кн. 1-2, M., 1984;
   
2. 
   Андо Т., Fаулер А., Стерн F., Электронные свойства двумерных систем, пер. с англ., M., 1985.