[科普中国]-C-V特性曲线

C-V特性曲线（电容电压特性曲线）是用来测量半导体材料和器件的一种方法。该测量方法可以得到关于半导体掺杂，晶体缺陷之类的特性。

应用当所加电压改变时，电容被测出。该方法是使用金属-半导体结（肖特基势垒）或者PN结或者场效应管来得到耗尽层（其中载流子被全部抽走，但仍然有离子化的施主或晶体缺陷）。当电压改变时，耗尽层深浅也发生变化。1

金属-氧化物-半导体结构的C-V特性金属-氧化物-半导体结构是MOSFET的一部分，用来控制晶体管沟道中势垒的高低。

对于一个n沟道MOSFET来说，该结构的工作特性可分为三个部分，分别与右图对应：

累积考虑一个p型的半导体（电洞浓度为NA）形成的MOS电容，当给电容器加负电压时，电荷增加（如C-V曲线右侧所示）。

耗尽相反，当一个正的电压VGB施加在闸极与基极端（如图）时，电洞的浓度会减少（称为耗尽，如C-V曲线中间所示），电子的浓度会增加。

反型当VGB够强时，接近闸极端的电子浓度会超过电洞。这个在p-type半导体中，电子浓度（带负电荷）超过电洞（带正电荷）浓度的区域，便是所谓的反转层（inversion layer），如C-V曲线右侧所示。

MOS电容的特性决定了金氧半场效晶体管的操作特性，但是一个完整的金氧半场效晶体管结构还需要一个提供多数载流子（majority carrier）的源极以及接受这些多数载子的汲极。2

掺杂 (半导体)掺杂（英语：doping）是半导体制造工艺中，为纯的本征半导体引入杂质，使之电气属性被改变的过程。引入的杂质与要制造的半导体种类有关。轻度和中度掺杂的半导体被称作是杂质半导体，而更重度掺杂的半导体则需考虑费米统计律带来的影响，这种情况被称为简并半导体。

掺杂之后的半导体能带会有所改变。依照掺杂物的不同，本征半导体的能隙之间会出现不同的能阶。施体原子会在靠近导带的地方产生一个新的能阶，而受体原子则是在靠近价带的地方产生新的能阶。假设掺杂硼原子进入硅，则因为硼的能阶到硅的价带之间仅有0.045电子伏特，远小于硅本身的能隙1.12电子伏特，所以在室温下就可以使掺杂到硅里的硼原子完全解离化。

掺杂物对于能带结构的另一个重大影响是改变了费米能阶的位置。在热平衡的状态下费米能阶依然会保持定值，这个特性会引出很多其他有用的电特性。举例来说，一个p-n结的能带会弯折，起因是原本p型半导体和n型半导体的费米能阶位置各不相同，但是形成p-n结后其费米能阶必须保持在同样的高度，造成无论是p型或是n型半导体的导带或价带都会被弯曲以配合界面处的能带差异。1

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学