Физические основы электроники. Глазачев А.В - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

А.В. Глазачев, В.П. Петрович. Физические основы электроники. Конспект лекций
23
неосновные носители, что очень важно для высокочастотных и импульсных полупроводниковых при-
боров.
1.7.7. Контакт между полупроводниками одного типа проводимости
Области вблизи контакта полупроводников с одним типом проводимости, но с различной кон-
центрацией примесей, обычно обозначают
+
p –
p
или
+
n
–
n
-переход, причем знаком «
+
» обознача-
ют полупроводник с большей концентрацией примесей. На рис. 1.25 приведен пример контакта
pp -
+
, где обе области полупроводника обладают электропроводностью р-типа.
Процессы вблизи такого кон-
такта аналогичны происходящим в р-
n-переходе, т.е. носители из области
с большой концентрацией переходят
в область с меньшей концентрацией,
в результате чего в области
+
p воз-
никает объемный заряд из неском-
пенсированных зарядов ионов при-
меси, а в области
p
– объемный за-
ряд из избыточных носителей – ды-
рок, перешедших из области
+
p . По-
явление объемных электрических
зарядов приводит к образованию
диффузионного электрического поля
бар
C и контактной разности потенциалов. Но в отличие от обычных р–n-переходов здесь отсутствует
запирающий слой, так как здесь не может быть области с концентрацией меньшей, чем в слаболегиро-
ванном полупроводнике. Поэтому такие контакты вентильным свойством не обладают, но зато в них
при любой полярности приложенного напряжения не происходит инжекции из низкоомной области в
высокоомную, что является важным для некоторых типов полупроводниковых приборов. Аналогичные
процессы протекают в контакте
+
n
–
n
.
1.7.8. Гетеропереходы
Гетеропереходом называют переходный слой с существующим там диффузионным электриче-
ским полем между двумя различными по химическому составу полупроводниками, обладающие раз-
личной шириной запрещенной зоны.
Для получения гетеропереходов хорошего качества необходимо, чтобы у материалов, образую-
щих переход с высокой точностью, совпадали два параметра: температурный коэффициент расшире-
ния и постоянная кристаллической решетки, что ограничивает выбор материалов для гетеропереходов.
В настоящее время наиболее исследованными являются пары: германий – арсенид галлия (
GaAsGe
-
),
арсенид галлия – фосфид индия (
InPGaAs
-
), арсенид галлия – арсенид индия (
InAsGaAs
-
), герма-
ний – кремний (
SiGe
-
).
Каждый из полупроводников, образующих гетеропереход, может иметь различный тип электро-
проводности. Поэтому для каждой пары полупроводников, в принципе, возможно осуществить четыре
типа гетероструктур:
21
np
-
;
21
nn
-
;
21
pn
-
и
21
pp
-
.
При образовании гетероперехода из-за разных работ выхода электронов из разных полупровод-
ников происходит перераспределение носителей заряда в приконтактной области и выравнивание
уровней Ферми в результате установления термодинамического равновесия (рис. 1.26). Остальные
энергетические уровни и зоны должны соответственно изогнуться, т.е. в гетеропереходе возникают
диффузионное поле и контактная разность потенциалов. При этом энергетический потолок верхней
свободной зоны должен быть непрерывным. Энергетический уровень потолка верхней свободной зоны
является энергетическим уровнем потолка зоны проводимости, т.к. свободные энергетические зоны
перекрывают друг друга.
диф
E
+
p
p
Рис. 1.25. Переход между двумя областями с одним типом
электропроводности, отличающимися значениями концентрации примесей

Страницы