Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 103 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

103
ка» (рис. 60, а). Эта система нагревается примерно при 500°С в вакууме
или в атмосфере инертного газа. При этом атомы индия диффундируют
на некоторую глубину в германий. Затем расплав медленно охлаждают.
Так как германий, содержащий индий, обладает дырочной проводимо-
стью, то на границе закристаллизовавшегося расплава и германия n-
типа образуется p-n-переход (рис. 60, б).
Рис. 60. К технологии получения p-n-перехода
Рассмотрим физические процессы, происходящие в p-n-переходе
(рис. 61). Пусть донорный полупроводник (работа выхода – А
n
, уровень
Ферми – E
Fn
) приводится в контакт (рис. 61, б) с акцепторным полупро-
водником (работа выхода – А
р
, уровень Ферми – Е
F0
). Электроны из
n-полупроводника, где их концентрация выше, будут диффундировать в
p-полупроводник, где их концентрация ниже. Диффузия же дырок про-
исходит в обратном направлении – в направлении р→п.
В n-полупроводнике из-за ухода электронов вблизи границы оста-
ется нескомпенсированный положительный объемный заряд неподвиж-
ных ионизованных донорных атомов. В p-полупроводнике из-за ухода
дырок вблизи границы образуется отрицательный объемный заряд не-
подвижных ионизованных акцепторов (рис. 61, а). Эти объёмные заряды
образуют у границы двойной электрический слой, поле которого, на-
правленное от n-области к p-области, препятствует дальнейшему пере-
ходу электронов в направлении n→р и дырок в направлении р→n. Если
концентрации доноров и акцепторов в полупроводниках n- и p-типа
одинаковы, то толщины слоев d
1
и d
2
(рис. 61, в), в которых локализу-
ются неподвижные заряды, равны (d
1
= d
2
).
При определенной толщине p-n-перехода наступает равновесное
состояние, характеризуемое выравниванием уровней Ферми для обоих
полупроводников (рис. 61, в). В области p-n-перехода энергетические
зоны искривляются, в результате чего возникают потенциальные барье-
ры как для электронов, так и для дырок. Высота потенциального барье-
ра е
ϕ
определяется первоначальной разностью положений уровня Фер-
ми в обоих полупроводниках. Все энергетические уровни акцепторного
полупроводника подняты относительно уровней донорного полупро-
водника на высоту, равную е
ϕ, причем подъем происходит на толщине
двойного слоя d.

Страницы