Перехід метал – діелектрик – напівпровідник

Існує вплив на електричний стан носіїв заряду поблизу поверхні напівпровідника. Це пояснюється порушенням розподілу потенціалу кристалічної решітки напівпровідника внаслідок його обриву в поверхні; наявністю некомпенсованих ковалентних зв'язків у поверхневих атомів; перекручуванням потенціалу решітки через усілякі поверхневі дефекти структури кристала.

Наявність на поверхні кристала поверхневих енергетичних рівнів сприяє переходу електронів з валентної зони на ці рівні або з поверхневих рівнів у зону провідності.

У залежності від імовірності тих або інших переходів поверхневі рівні можуть бути донорними або акцепторними, а на поверхні кристала виникають електричні заряди тієї або іншої полярності.

Структура МДН або метал - оксид - напівпровідник (МОН) являє собою конденсатор, у якого одна з обкладок - метал, а інша -напівпровідник. На цій обкладці буде наведений такий же по величині заряд, що і на металевій. Заряд на напівпровіднику не зосереджується на поверхні, а розподіляється на деяку відстань усередину напівпровідника. Знак заряду в напівпровіднику залежить від полярності прикладеної напруги.

Якщо взяти напівпровідник N типу і на поверхню металу подавати "+", а на поверхню напівпровідника "-", то електрони притягаються до поверхні, поверхня напівпровідника буде заряджатися негативно. Відбувається збагачення поверхні основними носіями. Якщо взяти напівпровідник Р типу, то дірки ідуть від поверхні й утворяться негативні іони, поверхня напівпровідника також заряджається негативно, але відбувається збідніння поверхні напівпровідника основними носіями. При зміні полярності включення джерела живлення в напівпровіднику P типу відбувається збагачення, а в напівпровіднику N типу відбувається збідніння поверхні напівпровідника основними носіями заряду.

Якщо прийняти потенціал в об'ємі напівпровідника рівним 0, то потенціал на поверхні буде відмінний від 0 через наявність зарядів між об'ємом і поверхнею. Різниця потенціалів називається поверхневим потенціалом.

Розглянуті явища називають польовим ефектом і використовуються в приладах, що називаються польовими транзисторами.