рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Приборостроение
- /
- Гомо- и гетеропереходы
Реферат Курсовая Конспект
Гомо- и гетеропереходы
Гомо- и гетеропереходы - раздел Приборостроение, Основные разделы дисциплины Часть 1. Оптико-электронные приборы, их классификация Гомопереход – Эт О Р-П-Переход, Образованный Из...
гомопереход – эт о р-п-переход, образованный изменением концентрации примеси в одном полупроводниковом материале. Энергетические диаграммы р-п-перехода для прямого и обратного напряжений показаны на рис. 13.
Уровни Ферми в р- и n-областях в отличие располагаются на разной высоте, так что интервал между ними равен q|U|, т.е. пропорционален приложенному напряжению. Смещение границ зоны проводимости пропорционально высоте потенциального барьера и составляет
,
где 
- потенциальный барьер при прямом напряжении (U>0);
- контактная разность потенциалов;
q – заряд электрона
и поясняет соотношение диффузионных и дрейфовых потоков носителей в переходе.
При прямом напряжении из-за снижения потенциального барьера нарушается равенство диффузионного и дрейфового потоков как дырок, так и электронов: диффузионный поток дырок из р-области в п-область преобладает над встречным дрейфовым потоком дырок из п-области, а диффузия электронов из п-области в р-область - над встречным дрейфом электронов из р-области. В результате происходит увеличение концентрации неосновных носителей вне перехода в р- и п-областях. Этот процесс называется инжекцией неосновных носителей.
При обратном напряжении из-за увеличения потенциального барьера происходит ослабление диффузионных потоков по сравнению с состоянием равновесия. Уже при сравнительно небольшом обратном напряжении (порядка десятых долей вольта) диффузионный поток становится настолько малым, что дрейфовые потоки начинают преобладать над диффузионными. В результате дрейфа неосновных носителей происходит уменьшение концентраций неосновных носителей у границ перехода: электронов в р-области и дырок в п-области. Это явление называется экстракцией (выведением) неосновных носителей.
гетеропереходом называют переход, образованный полупроводниками различной физико-химической природы, т.е. полупроводниками с различной шириной запрещенной зоны. Примерами гетеропереходов могут быть переходы германий - кремний, германий - арсенид галлия, арсенид галлия - фосфид галлия и др.
Для получения гетеропереходов с минимальным числом дефектов на границе раздела кристаллическая решетка одного полупроводника должна с минимальными нарушениями переходить в кристаллическую решетку другого. В связи с этим полупроводники, используемые для создания гетеропереходов, должны иметь идентичные кристаллические структуры и близкие значения постоянной решетки. Гетеропереходы, образованные полупроводниками с различной шириной запрещенной зоны, возможны не только как переходы между полупроводниками р- и п-типа, но также и между полупроводниками с одним типом электропроводности: р+-р или п+-п.
Рассмотрим энергетическую (зонную) диаграмму гетероперехода между полупроводником п-типа с широкой запрещенной зоной и полупроводником р-типа с узкой запрещенной зоной (рис. 14). На рис. 14а показаны энергетические диаграммы исходных полупроводников. За начало отсчета энергии (нуль) принята энергия электрона, находящегося в вакууме. Величины А1 и А2 обозначают термодинамические работы выхода электрона (от уровня Ферми), а 
и 
- истинные работы выхода из полупроводника в вакуум, называемые электронным сродством полупроводников (от границы зоны проводимости).
При создании контакта между двумя полупроводниками уровни Ферми совмещаются (выравниваются). Это должно (в отличие от энергетической диаграммы гомоперехода) привести к появлению разрывов в зоне проводимости 
EС и в валентной зоне EV как показано на рис. 2 б. В зоне проводимости величина разрыва обусловлена разностью истинных работ выхода электронов из р- и п-полупроводников:
EС=-,
а в валентной зоне кроме этого - еще и неравенством значении энергииEV. Поэтому потенциальные барьеры для электронов и дырок будут различными: потенциальный барьер для электронов в зоне проводимости меньше, чем для дырок в валентной зоне.
При подаче прямого напряжения потенциальный барьер для электронов уменьшится и электроны из n-полупроводника инжектируются в р-полупроводник. Потенциальный барьер для дырок в р-области также уменьшится, но все же остается достаточно большим, так что инжекция дырок из р-области в n-область практически отсутствует.
В гомопереходах отношение токов инжекции дырок и электронов можно изменить, только делая различными концентрации основных носителей в областях, т.е. различными концентрации примесей. Если концентрация акцепторов в р-области много больше концентрации доноров в n-области (Nа>>Nд), то и ток инжекции дырок Iр будет много больше тока инжекции электронов In (Ip>>In). Во многих приборах использующих р-п-переходы, например, в биполярных транзисторах требуется сильная асимметрия токов. Однако увеличении концентрации примесей (в данном случае акцепторов) есть технологический предел, связанный с наличием предельной концентрации примесей которую можно ввести в полупроводник («предельная растворимость»). Кроме того, с увеличением концентрации примесей одновременно появляется большое число дефектов, ухудшающих параметры р-п-перехода.
Гетеропереходы позволяют исключить эти недостатки гомоперехода и получить практически одностороннюю инжекцию носителей заряда даже при одинаковых концентрациях примесей в областях. Однако серьезной проблемой на пути реализации преимуществ гетеропереходов является наличие технологических трудностей создания бездефектной границы в гетеропереходах.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Основные разделы дисциплины Часть 1. Оптико-электронные приборы, их классификация
Часть Оптико электронные приборы их классификация... Классификация оптико электронных приборов ОЭП Сведения из оптики...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Гомо- и гетеропереходы
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.02 сек.
Новости и инфо для студентов