Явление изменения концентрации свободных носителей в приповерхностной области полупроводника за счет внешнего электрического поля называется эффектом поля.

Данное явление можно наблюдать например в системе металл – диэлектрик – полупроводник (МДП)(рисунок 14) .

На металл подается оложительное напряжение или отрицательный потенциал, равный по значению, но противоположный по знаку заряду на металлической пластине. Заряд в полупроводнике не находится на поверхности, а сосредотачивается в приповерхностном слое. Если в металлах, имеющих очень высокую концентрацию носителей заряда (~1028м-3), нейтрализация поверхностного заряда происходит уже на расстоянии, равном нескольким параметрам решетки, то в полупроводниках область объемного заряда простирается на значительную глубину (~ 10-6 м и более). Обычно её принимают равной так называемой дебаевской длине экранирования LD, определяемой как расстояние, на протяжении которого потенциал поля в веществе со свободными носителями заряда уменьшается в e раз (e≈ 2.72). Расчеты показывают, что для собственного полупроводника

LD=(εε0kT/2e2ni) ½ =(εε0φΤ/2eni) ½ (38)

где ε - относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника; ε0 - электрическая постоянная вакуума; φΤ= kT /e – температурный потенциал; e - заряд электрона.

Для примесного полупроводника с концентрацией ионизированной примеси N

LD= (εε0φΤ / eN) ½ . (39)

Поскольку N » ni, значение LD в примесных полупроводниках много меньше, чем в собственных. Например, в собственном кремнии LD ≈ 14 мкм, а в примесных кремнии с NД = 1022 м-3 LD ≈ 0.04 мкм при температуре Т= 300 К.

Заряжение поверхности полупроводника вызывает возникновение разности потенциалов между его поверхностью и объемом. Следствием этого является искривление энергетических зон у поверхности.

При заряжении поверхности отрицательным зарядом энергетические зоны изгибаются вверх, так как при перемещении электрона из объёма к поверхности его энергия увеличивается. При заряжении поверхности положительным зарядом зоны изгибаются вниз. Изгиб простирается в глубь полупроводника примерно на величину LD.