申論題

為了分析這個多晶矽門金氧半（MOS）電容的狀態，我們需要考慮提到的能帶結構和門電壓。在這個情況下，我們有：

• 高摻雜的多晶矽門，其費米能級 EF​ 比導帶 EC​ 低 0.2 eV（EF - EC = 0.2 eV）。
• 一般摻雜的矽基板，其導帶 EC​ 比費米能級 EF​ 高 0.2 eV（EC - EF = 0.2 eV）。

當門電壓 VG​=0 時，我們需要確定這些條件如何影響矽基板表面的載流子分佈。

分析

• 高摻雜的多晶矽門：由於 EF​ 接近 EC​，這表明多晶矽門是 n 型的（富含電子）。費米能級接近導帶表明電子是主要載流子。
• 一般摻雜的矽基板：EC​ 比 EF​ 高 0.2 eV，這意味著基板也是 n 型的（富含電子）。

矽基板表面狀態

• 當 VG​=0 時，多晶矽門和矽基板之間沒有額外的電壓施加，這意味著它們的費米能級是對齊的。
• 由於兩者都是 n 型材料，基板表面不會出現顯著的載流子類型變化（例如，從電子到空穴）。
• 在這種情況下，基板表面不太可能處於空乏或反轉狀態，因為這通常需要電子被排斥（空乏）或被空穴取代（反轉）。

結論

根據上述分析，當門電壓 VG​=0 時，這個多晶矽門金氧半電容最可能處於**聚集（accumulation）**狀態。在聚集狀態下，與體（bulk）相同類型的載流子（這裡是電子）在半導體表面聚集。由於門和基板都是 n 型，並且沒有施加電壓以改變這種狀態，電子會在矽基板的表面聚集。