Vrstva obohacení (také: obohacená vrstva nebo obohacená oblast ) - oblast v polovodiči blízko jeho povrchu nebo spojení s jiným materiálem, ve které je koncentrace hlavních nosičů náboje větší než v rovnovážném stavu polovodiče. Typická tloušťka této vrstvy je několik nanometrů.
Podle GOST 15133-77 [1] je obohacená vrstva definována jako
polovodičová vrstva, ve které je koncentrace většinových nosičů náboje větší než rozdíl mezi koncentracemi ionizovaných donorů a akceptorů.
Nejčastěji studovaná je obohacená vrstva ve struktuře MOS (MOS = Metal-Oxide-Semiconductor), která vzniká nanesením dostatečně vysokého direkta („-“ na kov v případě substrátu typu p , nebo „ +" na kov pro n-substrát , viz . Obr.) napětí. Tento režim činnosti struktury MOS se nazývá režim obohacení nebo akumulace.
Protože struktura MOS může být nedílnou součástí nejdůležitějšího zařízení v polovodičové elektronice - tranzistoru s efektem pole, je velmi důležité studovat jeho činnost za různých podmínek, včetně akumulačního režimu (ačkoli nejvýznamnější je inverze režim ).
Navíc může být obohacená vrstva vytvořena na heterorozhraní ve strukturách několika polovodičů s různou energií elektronové afinity a/nebo rozdílným zakázaným pásmem .
Obohacená vrstva v polovodiči typu n je tvořena elektrony a v polovodiči typu p dírami .
Tloušťka obohacené vrstvy závisí na materiálu, koncentraci atomů nečistot a velikosti aplikovaného pole. Charakteristické hodnoty jsou 2–5 nm. Typické intenzity příčného elektrického pole jsou 106-107 V/ cm a hustoty primárních nosičů leží v rozsahu 1011-1013 cm - 2 .
Pohyb nosičů v kolmém směru je kvantován . Distribuce potenciálu v obohacené vrstvě a v její blízkosti je vypočítána samokonzistentním řešením Schrödingerovy a Poissonovy rovnice . V tomto případě se ukazuje, že maximum hustoty náboje je posunuto od rozhraní asi o 1 nm a spodní část spodního subpásma může být vzdálena až 0,5 eV od minima potenciální energie v blízkém povrchu. V důsledku kvantování je hustota stavů snížena ve srovnání s trojrozměrným případem [2] .