如何理解界面陷阱電荷呢？（interface trapped charge）
我們在學半導體物理的時候經常對各種界面態和陷阱分不清楚，然而這卻是半導體中最為關鍵的知識點之一。我這路主要介紹一下如何比較直觀地理解界面陷阱電荷，應該也有叫界面態，快態之類的。
在介紹界面陷阱電荷之前，我們可以回顧一下施主（donor）和受主（acceptor）的概念。在si中如果摻雜了n型雜質P，那么P由于最外層電子有5個，有一個電子比較容易跑走，成為自由移動的導電電子，在能帶中可以表現為電子從禁帶中的能級躍遷到導帶，這種情況我們稱P為施主。把空穴類比電子，則p型雜質（比如硼）就是受主。這里我們需要注意的一點是，施主能級其實是被占據的情況下才是顯中性，失去電子以后才是顯positive的！
界面態有了上面的鋪墊就很容易理解了。在界面處的能帶禁帶中由于界面不連續和各種缺陷等各種原因，引入了很多能級（應該很多情況是近乎連續分布的）這些能級中呢也不是隨便分布的。而是從某條能級Ei（這條能級一般在距離價帶頂部1/3Eg的位置，不過《semiconductor material and device characterization》那本書里面好像舉的例子是在禁帶中央能級Ei）往上和往下分別是受主能級和施主能級。這個時候想象一下，如下圖（a），如果費米能級Ef在分界線能級Ei的下面（Ef以下的能級全部被電子占據，以上的能級全部沒有被電子占據），那么只有在Ef到Ei之間的能級是不顯中性的！這些施主能級是要被占據電子才顯中性，而現在是不占據電子的狀態，所以是顯正電性，這種情況應該是不平衡的，所以要想達到如圖（a）這種沒有使體內耗盡或者積累的平帶flatband情況，應該Vg<0才對。
上圖引自《Semiconductor Material and Device Characterization》 by Dieter K. Schroder。
那么現在我們就能解釋費米釘扎（pinned）效應了，如果表面態密度很大，就像是一個態密度海洋，很霸道地把費米能級無論如何都會拉到表面態施主和受主能級分界能級（qФ0能級）。這個時候體內到表面的電勢差其實已經固定等于Eg-qФ0-（Ec-Ef）。

參考文獻：
（1）劉恩科《半導體物理》第七版的190頁到191頁
（2）《Semiconductor Material and Device Characterization》 by Dieter K. Schroder，P343-344.

總結

以上是生活随笔為你收集整理的如何理解界面陷阱电荷呢（interface trapped charge）和费米钉扎效应？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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