Физические основы микроэлектроники. Гатько Л.Е - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

21
Теоретическая часть
Для создания электронно-дырочного (p-n-перехода) обычно в
полупроводниковую подложку вводят донорную и акцепторную
примеси. При этом распределение их по объему полупроводника
осуществляется таким образом, чтобы обе области с разным типом
проводимостей граничили друг с другом (рис.3.1,а). Характер границы
между этими областями и определяет физические свойства р-n-
перехода.
Рассмотрим р-n-переход, в котором концентрация донорной N
d
и акцепторной N
a
примесей изменяется скачком на границе раздела.
Кроме того, будем считать, что концентрации легирующих примесей
различны, например
N
a
>N
d
(рис.3.1,б). Такой переход называется
резким и несимметричным.
В р-области концентрация дырок - основных носителей-
значительно больше, чем в n-области. Поэтому они диффундируют в n-
область, где будут неосновными носителями р
n
(см. рис.3.1,г).
Благодаря этому в некотором слое р-области, примыкающей к
границе раздела, появится отрицательный объемный заряд
ρ
,
обусловленный отрицательными ионами акцепторной примеси.
Аналогично диффузия электронов из n-области будет сопровождаться
образованием в ней положительного объемного заряда, обусловленного
ионами донорной примеси (см. рис.3.1,д). Наличие объемного заряда в
приконтактной области вызывает появление электрического поля.
Следовательно, на границе раздела между р-и n-областями имеется
разность потенциалов
ϕ
к
, которую называют контактной (см. рис.3.1,в).
Электрическое поле, созданное в приконтактной области
ионами легирующей примеси, препятствует переходу через нее
основных носителей заряда. Однако это поле вызывает дрейфовый ток
неосновных носителей заряда, который направлен противоположно
диффузионному току. При равновесном состоянии, в отсутствии
внешнего напряжения, результирующий ток через переход равен нулю.
Энергетическая диаграмма р-n-перехода для равновесного
состояния, при котором положение уровня Ферми постоянно,
приведена на рис.3.1,в.
Рассмотрим количественные соотношения для концентрации
основных и неосновных носителей заряда.
Для собственного полупроводника концентрации носителей
заряда равны

Страницы