Capa de enriquecimiento (también: capa enriquecida o región de enriquecimiento ) - un área en un semiconductor cerca de su superficie o unión con otro material, la concentración de los principales portadores de carga es mayor que en el estado de equilibrio del semiconductor. El grosor típico de esta capa es de varios nanómetros.
Según GOST 15133-77 [1] , la capa enriquecida se define como
una capa semiconductora en la que la concentración de la mayoría de los portadores de carga es mayor que la diferencia entre las concentraciones de donantes y aceptores ionizados.
La más estudiada es la capa enriquecida en la estructura MOS (MOS = Metal-Oxide-Semiconductor), que se forma aplicando una directa suficientemente alta ("-" al metal en el caso de un sustrato tipo p , o " +" al metal para un sustrato n , ver . Fig.) voltaje. Este modo de operación de la estructura MOS se denomina modo de enriquecimiento o acumulación.
Dado que la estructura MOS puede ser una parte integral del dispositivo más importante en la electrónica de estado sólido: un transistor de efecto de campo, es muy importante estudiar su funcionamiento en diversas condiciones, incluso en el modo de acumulación (aunque la más significativa es la inversión modo ).
Además, se puede crear una capa enriquecida en heterointerfaces en estructuras de varios semiconductores con diferentes energías de afinidad electrónica y/o diferentes bandas prohibidas .
Una capa enriquecida en un semiconductor de tipo n está formada por electrones , y en un semiconductor de tipo p, por huecos .
El grosor de la capa enriquecida depende del material, la concentración de átomos de impureza y la magnitud del campo aplicado. Los valores característicos son de 2 a 5 nm. Las intensidades típicas de los campos eléctricos transversales son 10 6 -10 7 V/cm, y las densidades de los portadores primarios se encuentran en el rango de 10 11 -10 13 cm -2 .
El movimiento de los portadores en la dirección perpendicular está cuantificado . La distribución potencial en y cerca de la capa enriquecida se calcula mediante la solución autoconsistente de las ecuaciones de Schrödinger y Poisson . En este caso, resulta que el máximo de densidad de carga se desplaza de la interfaz en aproximadamente 1 nm, y la parte inferior de la subbanda inferior puede estar hasta 0,5 eV lejos del mínimo de energía potencial en el pozo cercano a la superficie. Debido a la cuantificación , la densidad de estados se reduce en comparación con el caso tridimensional [2] .