ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
20
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Цель практических заданий – изучение, сопоставление и расчет объемных и
приповерхностных характеристик полупроводникового материала , их
зависимостей от поверхностного электростатического потенциала .
Целевые установки
Что знать:
- определения объемных параметров полупроводникового материала
(объемного потенциала ϕ
B
, параметра легирования λ), их размерности и
функциональные зависимости от других параметров (температуры, концентрации
примесей, типа проводимости );
- определение поверхностных параметров ОПЗ (длины Дебая L
D
,
поверхностных потенциалов
ψ
S
, Y
S
), их размерности и функциональную
зависимость L
D
от других параметров полупроводникового материала ;
- классификацию поверхностных условий (основных режимов
приповерхностной ОПЗ);
- качественный ход графических зависимостей основных параметров
приповерхностной ОПЗ полупроводника (E
S
, Q
SC
, C
SC
, G
S
) от поверхностного
потенциала Y
S
и степени легирования λ;
- алгоритмы расчета основных характеристик.
Что помнить:
- каждый полупроводниковый материал (Ge, Si, GaAs и др.) характеризуется
своими объемными параметрами (шириной запрещенной зоны E
g
, собственной
концентрацией носителей заряда n
i
, подвижностью основных и неосновных
носителей заряда µ
n
и µ
p
и т.д.), численные значения которых можно найти в
соответствующих справочниках;
- каждый полупроводниковый материал имеет свои наборы
приповерхностных параметров ОПЗ – масштабные коэффициенты (масштабная
плотность заряда , масштабная напряженность поля, масштабная удельная
емкость), численные значения которых рассчитываются исходя из
соответствующих объемных параметров полупроводникового материала .
Что уметь:
- рассчитывать безразмерные объемные параметры (u
B
, λ);
- рассчитывать диапазоны изменения поверхностного потенциала для
различных областей ОПЗ (обогащения, обеднения, инверсии);
- рассчитывать размерные объемные и поверхностные параметры;
- рассчитывать зависимости приповерхностного заряда Q
SC
, напряженности
электрического поля на поверхности E
S
, емкости ОПЗ C
SC
и поверхностной
проводимости G
S
от поверхностного потенциала Y
S
.
Исходные данные для выполнения работы
Для проведения необходимых расчетов используются наиболее
распространенные полупроводниковые материалы (Si, GaAs).
П Р А К Т И Ч ЕС К А Я Ч А С Т Ь Це ль пр а кти че ски х за да ни й – и зуче ни е , со по ста вле ни е и р а сче то б ъ е мных и пр и по ве р хно стных ха р а кте р и сти к по лупр о во дни ко во го ма те р и а ла , их за ви си мо сте й о тпо ве р хно стно го эле ктр о ста ти че ско го по те нци а ла . Це ле вые уста но вки Ч то зна ть: - о пр е де ле ни я о б ъ е мных па р а ме тр о в по лупр о во дни ко во го ма те р и а ла (о б ъ е мно го по те нци а ла ϕB, па р а ме тр а ле ги р о ва ни я λ), и х р а зме р но сти и ф ункци о на льные за ви си мо сти о тдр уги х па р а ме тр о в (те мпе р а тур ы, ко нце нтр а ци и пр и ме се й, ти па пр о во ди мо сти ); - о пр е де ле ни е по ве р хно стных па р а ме тр о в О П З (дли ны Д е б а я LD, по ве р хно стных по те нци а ло в ψS, YS), и х р а зме р но сти и ф ункци о на льную за ви си мо стьLD о тдр уги х па р а ме тр о в по лупр о во дни ко во го ма те р и а ла ; - кла сси ф и ка ци ю по ве р хно стных усло ви й (о сно вных р е ж и мо в пр и по ве р хно стно й О П З); - ка че стве нный хо д гр а ф и че ски х за ви си мо сте й о сно вных па р а ме тр о в пр и по ве р хно стно й О П З по лупр о во дни ка (ES, QSC, CSC, GS) о т по ве р хно стно го по те нци а ла YS и сте пе ни ле ги р о ва ни я λ; - а лго р и тмыр а сче та о сно вных ха р а кте р и сти к. Ч то по мни ть: - ка ж дый по лупр о во дни ко вый ма те р и а л (Ge, Si, GaAs и др .) ха р а кте р и зуе тся сво и ми о б ъ е мными па р а ме тр а ми (ш и р и но й за пр е щ е нно й зо ны Eg, со б стве нно й ко нце нтр а ци е й но си те ле й за р яда ni, по дви ж но стью о сно вных и не о сно вных но си те ле й за р яда µn и µp и т.д.), чи сле нные зна че ни я ко то р ых мо ж но на йти в со о тве тствую щ и х спр а во чни ка х; - ка ж дый по лупр о во дни ко вый ма те р и а л и ме е т сво и на б о р ы пр и по ве р хно стных па р а ме тр о в О П З – ма сш та б ные ко э ф ф и ци е нты (ма сш та б на я пло тно сть за р яда , ма сш та б на я на пр яж е нно сть по ля, ма сш та б на я уде льна я е мко сть), чи сле нные зна че ни я ко то р ых р а ссчи тыва ю тся и схо дя и з со о тве тствую щ и х о б ъ е мных па р а ме тр о в по лупр о во дни ко во го ма те р и а ла . Ч то уме ть: - р а ссчи тыва тьб е зр а зме р ные о б ъ е мные па р а ме тр ы(uB, λ); - р а ссчи тыва ть ди а па зо ны и зме не ни я по ве р хно стно го по те нци а ла для р а зли чных о б ла сте й О П З (о б о га щ е ни я, о б е дне ни я, и нве р си и ); - р а ссчи тыва тьр а зме р ные о б ъ е мные и по ве р хно стные па р а ме тр ы; - р а ссчи тыва ть за ви си мо сти пр и по ве р хно стно го за р яда QSC, на пр яж е нно сти э ле ктр и че ско го по ля на по ве р хно сти ES, е мко сти О П З CSC и по ве р хно стно й пр о во ди мо сти GS о тпо ве р хно стно го по те нци а ла YS. И схо дные да нные для выпо лне ни я р а б о ты Д ля пр о ве де ни я не о б хо ди мых р а сче то в и спо льзую тся на и б о ле е р а спр о стр а не нные по лупр о во дни ко вые ма те р и а лы(Si, GaAs). 20