Моделирование поверхностных свойств полупроводников. Бормонтов Е.Н - 21 стр.

UptoLike

21
По каждому изучаемому вопросу предлагается 8 вариантов упражнений,
указанных в таблице 1.
Таблица 1. Варианты заданий
Вариант Материал Уд.сопр .
Омсм
Вариант Материал Уд.сопр .
Омсм
1 n-Si 4,5 5 n-GaAs 5
2 n-Si 40 6 n-GaAs 50
3 p-Si 12 7 p-GaAs 5
4 p-Si 1,2 8 p-GaAs 50
Практические задания
1. Для заданного полупроводникового материала по величине удельного
сопротивления (варианты указываются преподавателем) рассчитать (при Т=300К):
1) объемные характеристики материала :
-концентрацию примеси (N
d
или N
a
);
-степень легирования (параметр
λ
);
-объемный потенциал ϕ
B
;
2) характеристики приповерхностной ОПЗ:
-длину Дебая и масштабные коэффициенты (напряженности
электрического поля на поверхности , плотности приповерхностного заряда ,
удельной поверхностной емкости , поверхностной проводимости );
-диапазоны изменения поверхностных потенциалов
ψ
S
и Y
S
для различных
режимов приповерхностной ОПЗ полупроводника (обогащения, обеднения,
слабой и сильной инверсии).
Результаты расчета оформить в виде таблиц:
Таблица 2. Характеристики объема и приповерхностной ОПЗ
Материал
ρ
,
Омсм
N,
см
-3
λ
ϕ
B
,
В
L
D
,
см
E
M
,
В /см
Q
M
,
Кл/см
2
C
M
,
Ф /см
2
G
M
,
Ом
-1
Таблица 3. Диапазоны изменения поверхностных потенциалов
Инверсия Мате -
риал
ρ,
Омсм
Потен-
циал
Обога -
щение
Обедне -
ние
слабая сильная
n-Si 4,5
ψ
S
Y
S
      П о ка ж до му и зуча е мо му во пр о су пр е дла га е тся 8 ва р и а нто в упр а ж не ни й,
ука за нных в та б ли це 1.

                                                                                  Та б ли ца 1. В а р и а нтыза да ни й

   В а р и а нт      М а те р и а л         У д.со пр .         В а р и а нт          М а те р и а л     У д.со пр .
                                             О м⋅см                                                        О м⋅см
        1                n-Si                  4,5                     5                n-GaAs                5
        2                n-Si                   40                     6                n-GaAs               50
        3                p-Si                   12                     7                p-GaAs                5
        4                p-Si                  1,2                     8                p-GaAs               50


        П р а кти че ски е за да ни я
        1. Д ля за да нно го по лупр о во дни ко во го ма те р и а ла по ве ли чи не уде льно го
со пр о ти вле ни я (ва р и а нтыука зыва ю тся пр е по да ва те ле м) р а ссчи та ть(пр и Т=300К):
        1) о б ъ е мные ха р а кте р и сти ки ма те р и а ла :
           -ко нце нтр а ци ю пр и ме си (Nd и ли Na);
           -сте пе ньле ги р о ва ни я (па р а ме тр λ);
           -о б ъ е мный по те нци а л ϕB;
        2) ха р а кте р и сти ки пр и по ве р хно стно й О П З:
           -дли ну Д е б а я и              ма сш та б ные     ко э ф ф и ци е нты (на пр яж е нно сти
    э ле ктр и че ско го по ля на по ве р хно сти , пло тно сти пр и по ве р хно стно го за р яда ,
    уде льно й по ве р хно стно й е мко сти , по ве р хно стно й пр о во ди мо сти );
           -ди а па зо ныи зме не ни я по ве р хно стных по те нци а ло в ψS и YS для р а зли чных
    р е ж и мо в пр и по ве р хно стно й О П З по лупр о во дни ка (о б о га щ е ни я, о б е дне ни я,
    сла б о й и си льно й и нве р си и ).
        Ре зульта тыр а сче та о ф о р ми тьв ви де та б ли ц:

                             Та б ли ца 2. Х а р а кте р и сти ки о б ъ е ма и пр и по ве р хно стно й О П З

  М а те р и а л     ρ,          N,     λ        ϕB,          LD,       EM,          QM,         CM,         GM,
                   О м⋅см       см-3              В           см       В /см        Кл/см2      Ф /см2       О м-1


                            Та б ли ца 3. Д и а па зо ныи зме не ни я по ве р хно стных по те нци а ло в

    М а те -         ρ,         П о те н-        О б о га -         О б е дне -                 И нве р си я
     р иал         О м⋅см        ци а л          щ е ни е              ни е             сла б а я         си льна я
      n-Si           4,5          ψS
                                  YS




                                                               21