ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Шоттки (диод Шоттки).
Форма такого барьера существенно отличается от формы барьеров с неметал-
лическими веществами. Самое главное – вершина барьера имеет треугольную
форму, т. е. толщина его явно уменьшается при приближении энергии частиц к
вершине. В результате этого появляется возможность туннельного перехода, ве-
роятность которого повышается по мере приближения к вершине потенциального
барьера.
На рис. 2 представлена типичная энергетическая диаграмма перехода металл-
полупроводник n-типа в равновесном состоянии (без внешнего электрического
поля). На этом же рисунке показано распределение носителей заряда. Поскольку
электронов в металле намного больше, мы видим только часть распределения.
E
C
E
F
q
ϕ
0
n-
п/п
Обедненный
слой
N
N
E
E
Ме
Δ
E
Me
Δ
E
C
Рис. 2. Энергетическая диаграмма и концентрация носителей заряда
в равновесном переходе металл-полупроводник
В плоскости металлургического контакта здесь присутствует разрыв зон ΔE
C
;
потенциальных барьеров два и они разные по величине: ΔE
Ме
– барьер для элек-
тронов металла, qϕ
0
– для электронов полупроводника.
Чтобы рассчитать распределение электрического потенциала в месте контак-
та, необходимо решить уравнение Пуассона. В предположении обеднения (в обед-
ненном слое вблизи металлургической границы отсутствуют носители заряда)
заряд в обедненной области протяженностью δ обусловлен зарядами ионизиро-
ванных доноров N
D
. В этом случае решение уравнения дает следующие результа-
ты (рис. 3):
()
xN
q
D
s
−δ
εε
=
0
2
E ;
()
п/п
2
0
2
ϕ+−δ
εε
−=ϕ xN
q
D
s
. (1)
Здесь ε
s
– диэлектрическая проницаемость полупроводника.
Из уравнения (1) можно получить, что
()
U
qN
D
s
−ϕ
εε
=δ
0
0
2
, где ϕ
0
– контакт-
ная разность потенциалов, а U – приложенное напряжение. Пространственный
заряд в полупроводнике равен
2. На схеме выбрать образец, заданный преподавателем.
3. Для проведения измерений необходимо создать базу данных, для чего в
«Рабочей тетради» нажать кнопку «Новая».
4. В «Области управления» «Рабочей тетради» появится окно «Изме
р
ение»,
где указывается название измеряемой зависимости, дата и время.
5. Задание уникального имени измеряемой зависимости осуществляется пу-
тем нажатия кнопки «Название».
6. На схеме измерений активизировать функциональный генератор и харак-
териограф.
7. Установить на характериографе необходимый предел измерений и апли-
туду измерительного сигнала 25 мВ.
8. Установить на функциональном генераторе необходимые границы
изме-
нения напряжения смещения и включить функциональный генератор.
9. Записать результаты измерения в таблицу «Рабочей тетради», нажав
кнопку «Записать».
10. Переключиться на схему измерений № 3.
11. На схеме измерений активизировать функциональный генератор и элек-
тронный осциллограф.
12. Установить на функциональном генераторе необходимые границы изме-
нения напряжения смещения и включить функциональный
генератор.
13. Записать результаты измерения в таблицу «Рабочей тетради», нажав
кнопку «Записать».
14. Для осуществления расчетов необходимо открыть окно «построитель вы-
ражений», нажать кнопку «Новое».
15. Записать выражение для расчета
2
1
C
.
16. Построить графики зависимостей измеренных C-V и G-V характеристик и
()
см
2
1
Uf
C
=
, для чего в «области управления» «Рабочей тет
р
ади» нажать кнопку
«График».
17. Построить прямую линию для определения тангенса угла наклона зави-
симости
()
см
2
1
Uf
C
= .
18. Рассчитать концентрацию примеси в полупроводнике по формуле (10):
наклона) углаtg(
2
2
0
⋅εε
−
=
Sq
N
s
.
19. Рассчитать толщину области объемного заряда исходя из концентрации
примеси и по формуле плоского конденсатора для одного из значений напряжения
смещения. Объяснить причину расхождения результатов расчета.
Вариант №3
Исследование МДП-структуры с помощью метода вольт-фарадных характери-
стик.
5 40
2. На схеме выбрать образец, заданный преподавателем. Шоттки (диод Шоттки). 3. Для проведения измерений необходимо создать базу данных, для чего в Форма такого барьера существенно отличается от формы барьеров с неметал- «Рабочей тетради» нажать кнопку «Новая». лическими веществами. Самое главное – вершина барьера имеет треугольную 4. В «Области управления» «Рабочей тетради» появится окно «Измерение», форму, т. е. толщина его явно уменьшается при приближении энергии частиц к где указывается название измеряемой зависимости, дата и время. вершине. В результате этого появляется возможность туннельного перехода, ве- 5. Задание уникального имени измеряемой зависимости осуществляется пу- роятность которого повышается по мере приближения к вершине потенциального тем нажатия кнопки «Название». барьера. 6. На схеме измерений активизировать функциональный генератор и харак- На рис. 2 представлена типичная энергетическая диаграмма перехода металл- териограф. полупроводник n-типа в равновесном состоянии (без внешнего электрического 7. Установить на характериографе необходимый предел измерений и апли- поля). На этом же рисунке показано распределение носителей заряда. Поскольку туду измерительного сигнала 25 мВ. электронов в металле намного больше, мы видим только часть распределения. 8. Установить на функциональном генераторе необходимые границы изме- E нения напряжения смещения и включить функциональный генератор. Ме n-п/п E 9. Записать результаты измерения в таблицу «Рабочей тетради», нажав кнопку «Записать». 10. Переключиться на схему измерений № 3. ΔEMe q ϕ0 11. На схеме измерений активизировать функциональный генератор и элек- N тронный осциллограф. 12. Установить на функциональном генераторе необходимые границы изме- EC N EF ΔEC Обедненный нения напряжения смещения и включить функциональный генератор. слой 13. Записать результаты измерения в таблицу «Рабочей тетради», нажав кнопку «Записать». Рис. 2. Энергетическая диаграмма и концентрация носителей заряда в равновесном переходе металл-полупроводник 14. Для осуществления расчетов необходимо открыть окно «построитель вы- ражений», нажать кнопку «Новое». В плоскости металлургического контакта здесь присутствует разрыв зон ΔEC; 1 потенциальных барьеров два и они разные по величине: ΔEМе – барьер для элек- 15. Записать выражение для расчета . C2 тронов металла, qϕ0 – для электронов полупроводника. 16. Построить графики зависимостей измеренных C-V и G-V характеристик и Чтобы рассчитать распределение электрического потенциала в месте контак- 1 та, необходимо решить уравнение Пуассона. В предположении обеднения (в обед- = f (U см ) , для чего в «области управления» «Рабочей тетради» нажать кнопку C2 ненном слое вблизи металлургической границы отсутствуют носители заряда) «График». заряд в обедненной области протяженностью δ обусловлен зарядами ионизиро- 17. Построить прямую линию для определения тангенса угла наклона зави- ванных доноров ND. В этом случае решение уравнения дает следующие результа- 1 ты (рис. 3): симости = f (U см ) . C2 q E= N D ( δ − x) ; 18. Рассчитать концентрацию примеси в полупроводнике по формуле (10): 2ε s ε 0 −2 q N= 2 . ϕ=− N D ( δ − x )2 + ϕп/п . (1) qε s ε 0 S ⋅ tg( угла наклона) 2ε s ε 0 19. Рассчитать толщину области объемного заряда исходя из концентрации Здесь εs – диэлектрическая проницаемость полупроводника. примеси и по формуле плоского конденсатора для одного из значений напряжения смещения. Объяснить причину расхождения результатов расчета. 2ε s ε 0 Из уравнения (1) можно получить, что δ = (ϕ0 − U ) , где ϕ0 – контакт- qN D Вариант №3 ная разность потенциалов, а U – приложенное напряжение. Пространственный Исследование МДП-структуры с помощью метода вольт-фарадных характери- заряд в полупроводнике равен стик. 40 5
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- …
- следующая ›
- последняя »