Наибольшее распространение в современной микроэлектронике получили структуры Me-SiO₂-Si (металл – термическая двуокись кремния – кремний).

Разность работ выхода. В реальных МДП структурах разность работ выхода металла Ф_m и полупроводника Ф_S, как правило, не равна нулю. Тогда между полупроводником и металлом возникает контактная разность потенциалов. В этом случае и при U=0 существует начальный изгиб зон на границе диэлектрик – полупроводник. Режим плоских зон осуществляется при приложении внешнего смещения, равного

.                                 (30)

Вольтфарадные характеристики МДП структур с  будут сдвинуты вдоль оси напряжений на величину .

Величина работ выхода различных металлов составляют от 3 до 5 эВ, кремния – от 4.2 до 5.1 эВ в зависимости от уровня легирования и типа проводимости. Соответственно этому значению  могут меняться от -2.1 до +0.8 эВ.

Используя в качестве электрода различные металлы, а, также изменяя уровень легирования кремния, можно изменять состояние поверхности кремния от обогащения до инверсии.

Заряд в диэлектрике и на границе диэлектрик – полупроводник. В реальных МДП структурах в слое диэлектрика и на границе «диэлектрик – полупроводник» имеются заряды различной природы. Так, вблизи границы диэлектрик – полупроводник в области протяженностью порядка десяти нанометров существует положительный фиксированный заряд, не изменяющийся при приложении постоянного внешнего смещения, плотность которого слабо зависит от толщины диэлектрика, типа проводимости и уровня легирования полупроводника. Величина плотности фиксированного заряд Q_f определяется условиями получения и отжига диэлектрика.

Фиксированный положительный заряд Q_f вызывает смещение C- U кривой в область отрицательных напряжений (рис.12), причем величина этого смещения U_fb равна

.                      (31)

Для компенсации влияния положительных ионов необходимо приложить отрицательное внешнее смещение, равное .

В пленках SiO₂ содержатся также ионы щелочных металлов (Na⁺, K⁺), протоны H⁺ и кислородные вакансии, способные перемещаться в слое диэлектрика под действием электрического поля при повышенной температуре (150 - 250 °C). В результате миграции подвижных ионов при положительной термополевой обработке (ТПО) МДП структуры ВФХ после смещается относительно исходной ВФХ, что объясняется следующим образом. Вначале щелочные ионы располагаются в SiO₂ на ловушках на границе метал–SiO₂. При повышенной температуре эти ионы высвобождаются из ловушек и под действием положительного смещения передвигаются к границе диэлектрик– SiO₂, что приводит к изменению поверхностного потенциала  и, соответственно, смещение ВФХ на величину .

Поверхностные состояния. В реальных МДП структурах на границе диэлектрик–полупроводник существуют поверхностные состояния (ПС) – энергетические уровни в запрещенной зоне полупроводника, способные обмениваться носителями заряда с разрешенными энергетическими зонами. Наличие поверхностных состояний обусловлено нарушением периодичности потенциала кристалла на поверхности полупроводника. Реальная поверхность кремния всегда покрыта тонким слоем окисла SiO₂. При этом плотность состояний на границе окисел – полупроводник составляет »1∙10¹² см^-2. Плотность ПС пропорциональна плотности атомов на поверхности Si и зависит от ориентации пластины полупроводника.

На границе SiO₂–n-Si в запрещенной зоне Si имеются ПС акцепторного типа, которые заряжаются отрицательно при заполнении электронами и становятся нейтральными при возбуждении электронов с ПС в зону проводимости. В системе SiO₂ – кремний р – типа в запрещенной зоне имеются ПС донорного типа. ПС заряжены положительно при заполнении дырками и нейтральны при возбуждении дырок с ПС в валентную зону.

При изменении поверхностного потенциала  положение поверхностных уровней изменяется относительно уровня Ферми, а, следовательно, изменяется и заряд поверхностных состояний Q_SC.

Экспериментально установлено, что для системы Si-SiO₂ максимальная плотность поверхностных состояний соответствует областям запрещенной зоны, примыкающим к Е_С и E_V. Вблизи середины запрещенной зоны плотность состояний обычно не превышает значения 1·10¹¹ см^-2эВ^-1.

Итак, сдвиг ВФХ реальной МДП структуры относительно ВФХ идеальной МДП структуры определяется зарядом поверхностных состояний , зарядами в диэлектрике Q_f и Q_m и разностью работ выхода .

Если известно распределение заряда по толщине по толщине r(x) (координата x отсчитывается от границы металл–диэлектрик) то эффективную плотность заряда на границе диэлектрик-полупроводник можно рассчитать по следующей формуле.

.                                        (32)

Тогда напряжение смещения, соответствующее режиму плоских зон, будет определяться соотношением

.                                                (33)

Напряжение  называется напряжением плоских зон. Отметим, что для идеальных МДП структур =0.