Физические основы микроэлектроники. Попов В.Ф. - 42 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

б)
Рис. 30 Зависимость решеточной теплопроводности от
температуры для сапфира (а) и меди (б )
const
эл
=
σ
χ
T
, (9.5)
где σ – удельная электропроводность.
Величина σ обратно пропорциональна удельному электросопротивлению
ρ
=σ
1
.
В свою очередь, удельное сопротивление слабо, но зависит от температуры:
T
0
αρ
=
ρ
;
ρ
−
ρ
0
при T = 0,
где
0
ρ
– удельное электросопротивление при T = 0.
T
1
~σ
;
const
1
const
эл
T
T
T ~σ=χ ;
)(Tf
≠
χ
эл
. (9.6)
Коэффициент электронной теплопроводности не зависит от температуры, что подтверждается экспериментально. При
высоких температурах (~ 80 – 100 K) теплопроводность меди практически не зависит от температуры (рис. 30, б).
Тогда полный коэффициент теплопроводности металла будет состоять из двух слагаемых
– фононной и электронной
теплопроводности
элф
χ
+
χ
=
χ
. (9.7)
10 КОНТАКТНЫЕ И ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Явления, происходящие на контакте металла с полупроводником или двух полупроводников, лежат в основе ряда так
называемых полупроводниковых приборов, основное развитие которых началось с 1947 г. и послужило толчком к
широкому техническому применению полупроводников в качестве элементов радиосхем.
Эти явления послужили основой преобразования солнечной энергии непосредственно в электрическую.
Область физики полупроводников, занимающаяся получением контактных явлений в полупроводниках и основанных
на них полупроводниковых приборов, получила название полупроводниковой электроники. Прогресс в развитии
полупроводниковой электроники связан с использованием контакта двух примесных полупроводников с различным типом
проводимости. Такой контакт получил название электронно-дырочного перехода или р-n-перехода.
10.1 Методы получения p-n-переходов
Получение p-n-перехода непосредственным соприкосновением двух полупроводников практически невозможно.
Поверхность полупроводников, как бы тщательно она ни была очищена, содержит огромное количество примесей,
загрязнений и дефектов, резко меняющих свойства полупроводника. Поэтому успех в освоении p-n-переходов был достигнут
лишь тогда, когда научились изготавливать их в виде внутренней границы в монокристаллическом полупроводнике.
Рассмотрим кратко основные методы получения p-n-переходов.
Метод сплавления. Это один из наиболее распространенных методов получения переходов. Сущность его рассмотрим
на примере получения p-n-перехода путем сплавления германия n-типа с индием. На кристалл n-германия
кладется
навеска индия (рис. 31, а). Кристалл помещается в графитовую кассету и выдерживается в печи при 500 – 600 °C в
атмосфере водорода или аргона. При этом индий расплавляется и в виде капли
растворяет в себе германий (рис.31, б). При
медленном охлаждении из расплава выпадает германий, насыщенный индием. Он кристаллизуется в форме монокристалла,
ориентированного одинаково с монокристаллом подложки. Так как германий, содержащий индий, обладает р-
проводимостью, то на границе закристаллизованного расплава и монокристалла германия, обладающего n-проводимостью,
образуется p-n-переход (рис. 31, в). Капля индия
на поверхности германия играет роль омического контакта, обладающего
практически линейной вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Такие контакты используются для подсоединения приборов
в цепь.
В методе сплавления часто используют то, что системы металл-полупроводник образуют эвтектику.
На рис. 32 представлена часть диаграммы, иллюстрирующая принцип, позволяющий рассчитать распределение примеси
по сечению p-n-перехода.

Страницы