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第六章6.1什么叫理想表面？为什么理想表面实际上是不存在的？什么叫实际表面？答：（1）在无限晶体中插进一个平面，然后将其分成两部分，这个分界面叫“理想表面”。此时对于半无限晶体除了附加一组边界条件以外，原子和电子的状态和原来无限晶体时一样。（2）因为实际晶体都是有限的，没有无限晶体存在，所以理想表面实际上并不存在。（3）实际表面可分为清洁表面和真实表面。清洁表面是指没有杂质吸附和氧化层的实际表面；真实表面是我们日常接触到的大量实际表面，它们哪怕经过了严格的清洗，看起来是“清洁的”，实际上由于环境的影响，表面往往生成氧化物或其他化合物，还可能有物理吸附层，甚至还有与表面接触过的各种物体留下的痕迹。6.9施主浓度ND=1017cm-3的N型硅，室温下的功函数是多少？若不考虑表面态的影响，它分别与Al，Au，Mo接触时，形成阻挡还是反阻挡层？硅的电子亲和能取4.05eV。取WAl=4.18eV，WAu=5.20eV，WMo=4.21eV。取室温下NC=2.8×1019cm-3，kbT=0.026eV。答：由得，对于N型硅，n≈ND=1017cm-3，因此Ws=χ+（EC-EF）=4.20eV对于N型硅，WM＞Ws时形成阻挡层，因此该N型硅与Mo，Au接触形成阻挡层，与Al接触形成反阻挡层。6.10在由N型半导体组成的MIS结构上加上电压VG，分析其表面空间电荷层状态随VG变化的情况，并解释其C-V曲线。答：n型半导体的MIS结构的C-V特性如下图：（1）加负向电压VG0时。当加在MIS结构的负向电压VG0，此时半导体表面出现少数载流子强反型状态，耗尽层厚度将保持极大值。此时：当外加偏压使半导体表面出现少数载流子强反型时，︱qVs︱2qVBk0T，此时C/C0=1，即MIS结构电容等于绝缘层的电容C0而不随外加电压而改变。如图中AB段。这种情况下C/C0与外加电压频率有关，上述结果是外加电压频率较低的情况，如果外加电压频率较高，情况会有所不同，如CD段。因为在高频信号时，半导体表面出现强反型，电容达到极小值，并不随外加偏压VG而变化。（2）加负偏压VG0。当MIS结构加上VG0的负偏压时，当︱VG︱不是太大，未引起表面反型，半导体表面空间电荷区处于多子耗尽状态，此时：当VG负偏压的绝对值减小时，表面势Vs的绝对值也减小，即C/C0增加，其变化情况如图中EF所示。（3）当VG=0，即不加外偏压时。当MIS结构没有加上任何偏压时，表面势Vs=0，半导体表面层处于平带状态。此时归一化平带电容为：（4）加正偏压VG0。当MIS结构加上VG0的正偏压时，n型半导体表面层处于多子堆积状态，此时：若所加正偏压较大，则Vs为正值较大，得C/C0=1，则C=C0。这说明在较大的正向偏压情况下，MIS结构的电容不随外加电压而改变，如图中GH段。若所加的正向偏压较小，Vs也较小，由上式可以看出，C/C0的值随Vs的增大而增大。如图中FG段。