Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции по оптоэлектронным и СВЧ приборам - файл Гомо и ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ.doc


Лекции по оптоэлектронным и СВЧ приборам
скачать (10858.3 kb.)

Доступные файлы (30):

~WRL0094.tmp
~WRL1467.tmp
~WRL1901.tmp
~WRL2035.tmp
~WRL2838.tmp
~WRL3600.tmp
Гомо и ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ.doc265kb.20.01.2005 13:18скачать
Лекция 01.doc432kb.21.06.2004 17:41скачать
Лекция 02.doc612kb.20.01.2005 13:15скачать
Лекция 03.doc119kb.25.02.2004 22:13скачать
Лекция 04.doc149kb.09.01.2004 17:15скачать
Лекция 05.doc489kb.10.01.2004 15:35скачать
Лекция 06.doc800kb.20.02.2005 15:22скачать
Лекция 07.doc383kb.28.01.2004 17:04скачать
Лекция 08.doc1076kb.10.01.2004 15:59скачать
Лекция 09.doc318kb.25.02.2004 20:49скачать
Лекция 09-и.doc487kb.25.03.2005 00:18скачать
Лекция 10.doc565kb.13.04.2004 19:31скачать
Лекция 11.doc598kb.30.03.2005 19:38скачать
Лекция 12.doc148kb.07.04.2005 20:01скачать
Лекция 13.doc466kb.13.04.2005 23:56скачать
Лекция 14.doc109kb.24.11.2003 15:06скачать
Лекция 15.doc1205kb.24.11.2003 15:08скачать
Лекция 16.doc649kb.19.04.2004 18:27скачать
Лекция 17.doc522kb.06.05.2004 01:30скачать
Лекция 18.doc859kb.20.05.2005 00:49скачать
Лекция 19.doc526kb.30.03.2006 20:47скачать
Лекция 16.doc273kb.04.01.2004 14:28скачать
Лекция 17.doc216kb.10.01.2004 16:29скачать
Лекция 18.doc761kb.15.01.2004 18:36скачать

содержание
Загрузка...

Гомо и ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...

2.4. Гомо и Гетеропереходы


гомопереход - это р-п-переход, образованный изменением концентрации примеси в одном полупроводниковом материале. Энергетические диаграммы р-п-перехода для прямого и обратного напряжений показаны на рис.1. Уровни Ферми в р- и n-областях в отличие располагаются на разной высоте, так что интервал между ними равен q|U|, т.е. пропорционален приложенному напряжению. Смещение границ зоны проводимости пропорционально высоте потенциального барьера и составляет

,

где - потенциальный барьер при прямом напряжении (U>0);

- контактная разность потенциалов;

q – заряд электрона


и поясняет соотношение диффузионных и дрейфовых потоков носителей в переходе.
При прямом напряжении из-за снижения потенциального барьера нарушается равенство диффузионного и дрейфового потоков как дырок, так и электронов: диффузионный поток дырок из р-области в п-область преобладает над встречным дрейфовым потоком дырок из п-области, а диффузия электронов из п-области в р-область - над встречным дрейфом электронов из р-области. В результате происходит увеличение концентрации неосновных носителей вне перехода в р- и п-областях. Этот процесс называется инжекцией неосновных носителей.

При обратном напряжении из-за увеличения потенциального барьера происходит ослабление диффузионных потоков по сравнению с состоянием равновесия. Уже при сравнительно небольшом обратном напряжении (порядка десятых долей вольта) диффузионный поток становится настолько малым, что дрейфовые потоки начинают преобладать над диффузионными. В результате дрейфа неосновных носителей происходит уменьшение концентраций неосновных носителей у границ перехода: электронов в р-области и дырок в п-области. Это явление называется экстракцией (выведением) неосновных носителей.

гетеропереходом называют переход, образованный полупроводниками различной физико-химической природы, т.е. полупроводниками с различной шириной запрещенной зоны. Примерами гетеропереходов могут быть переходы германий - кремний, германий - арсенид галлия, арсенид галлия - фосфид галлия и др.

Д
ля получения гетеропереходов с минимальным числом дефектов на границе раздела кристаллическая решетка одного полупроводника должна с минимальными нарушениями переходить в кристаллическую решетку другого. В связи с этим полупроводники, используемые для создания гетеропереходов, должны иметь идентичные кристаллические структуры и близкие значения постоянной решетки. Гетеропереходы, образованные полупроводниками с различной шириной запрещенной зоны, возможны не только как переходы между полупроводниками р- и п-типа, но также и между полупроводниками с одним типом электропроводности: р+ или п+-п.

Рассмотрим энергетическую (зонную) диаграмму гетероперехода между полупроводником п-типа с широкой запрещенной зоной и полупроводником р-типа с узкой запрещенной зоной (рис.2). На рис.2а показаны энергетические диаграммы исходных полупроводников. За начало отсчета энергии (нуль) принята энергия электрона, находящегося в вакууме. Величины А1 и А2 обозначают термодинамические работы выхода электрона (от уровня Ферми), а и - истинные работы выхода из полупроводника в вакуум, называемые электронным сродством полупроводников (от границы зоны проводимости).

При создании контакта между двумя полупроводниками уровни Ферми совмещаются (выравниваются). Это должно (в отличие от энергетической диаграммы гомоперехода) привести к появлению разрывов в зоне проводимости EС и в валентной зоне EV как показано на рис. 2 б. В зоне проводимости величина разрыва обусловлена разностью истинных работ выхода электронов из р- и п-полупроводников:

EС=-,

а в валентной зоне кроме этого - еще и неравенством значении энергии EV. Поэтому потенциальные барьеры для электронов и дырок будут различными: потенциальный барьер для электронов в зоне проводимости меньше, чем для дырок в валентной зоне.

При подаче прямого напряжения потенциальный барьер для электронов уменьшится и электроны из n-полупроводника инжектируются в р-полупроводник. Потенциальный барьер для дырок в р-области также уменьшится, но все же остается достаточно большим, так что инжекция дырок из р-области в n-область практически отсутствует.

В гомопереходах отношение токов инжекции дырок и электронов можно изменить, только делая различными концентрации основных носителей в областях, т.е. различными концентрации примесей. Если концентрация акцепторов в р-области много больше концентрации доноров в n-области (Nа>>Nд), то и ток инжекции дырок Iр будет много больше тока инжекции электронов In (Ip>>In). Во многих приборах использующих р-п-переходы, например, в биполярных транзисторах требуется сильная асимметрия токов. Однако увеличении концентрации примесей (в данном случае акцепторов) есть технологический предел, связанный с наличием предельной концентрации примесей которую можно ввести в полупроводник («предельная растворимость»). Кроме того, с увеличением концентрации примесей одновременно появляется большое число дефектов, ухудшающих параметры р-п-перехода.

Гетеропереходы позволяют исключить эти недостатки гомоперехода и получить практически одностороннюю инжекцию носителей заряда даже при одинаковых концентрациях примесей в областях. Однако серьезной проблемой на пути реализации преимуществ гетеропереходов является наличие технологических трудностей создания бездефектной границы в гетеропереходах,








Скачать файл (10858.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации