Strat de îmbogățire (de asemenea: strat îmbogățit , sau regiune de îmbogățire ) - o zonă dintr-un semiconductor în apropierea suprafeței sau a joncțiunii cu un alt material, concentrația purtătorilor de sarcină principali în care este mai mare decât în starea de echilibru a semiconductorului. Grosimea tipică a acestui strat este de câțiva nanometri.
Conform GOST 15133-77 [1] , stratul îmbogățit este definit ca
un strat semiconductor în care concentrația purtătorilor majoritari de sarcină este mai mare decât diferența dintre concentrațiile de donatori și acceptori ionizați.
Cel mai frecvent studiat este stratul îmbogățit din structura MOS (MOS = Metal-Oxide-Semiconductor), care se formează prin aplicarea unui direct suficient de mare ("-" pe metal în cazul unui substrat de tip p , sau " +" la metal pentru un n-substrat , vezi . Fig.) tensiune. Acest mod de funcționare al structurii MOS se numește modul de îmbogățire sau de acumulare.
Deoarece structura MOS poate fi o parte integrantă a celui mai important dispozitiv din electronica solidă - un tranzistor cu efect de câmp, studierea funcționării acestuia în diferite condiții, inclusiv în modul de acumulare, este foarte importantă (deși cea mai semnificativă este inversiunea modul ).
În plus, un strat îmbogățit poate fi creat la heterointerfețe în structurile mai multor semiconductori cu diferite energii de afinitate electronică și/sau diferite benzi interzise .
Un strat îmbogățit într-un semiconductor de tip n este format din electroni , iar într-un semiconductor de tip p, din găuri .
Grosimea stratului îmbogățit depinde de material, de concentrația de atomi de impurități și de mărimea câmpului aplicat. Valorile caracteristice sunt 2-5 nm. Intensitățile tipice ale câmpului electric transversal sunt 106-107V / cm , iar densitățile purtătoarelor primare se află în intervalul 1011-1013 cm - 2 .
Mișcarea purtătorilor în direcția perpendiculară este cuantificată . Distribuția potențialului în și în apropierea stratului îmbogățit este calculată prin soluția auto-consistentă a ecuațiilor Schrödinger și Poisson . În acest caz, se dovedește că densitatea maximă de încărcare este deplasată de la interfață cu aproximativ 1 nm, iar partea inferioară a sub-benzii inferioare poate fi de până la 0,5 eV de energia potențială minimă în puțul apropiat de suprafață. Datorită cuantizării , densitatea stărilor este redusă comparativ cu cazul tridimensional [2] .