半導(dǎo)體p-n結(jié),異質(zhì)結(jié)和異質(zhì)結(jié)構(gòu)-wenkub
2023-05-14 04:03:06 本頁面
【正文】 成空穴，此空穴可以在價(jià)帶中自由移動(dòng)，形成了空穴導(dǎo)電類型的 p型半導(dǎo)體，由于有空穴的進(jìn)入導(dǎo)致原來在帶隙中的費(fèi)米能級逐漸向下移。這就是 PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴? 一塊單晶半導(dǎo)體中 ，一部分摻有受主雜質(zhì)是 P型半導(dǎo)體，另一部分摻有施主雜質(zhì)是 N型半導(dǎo)體時(shí) ， P 型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體的交界面附近的過渡區(qū)稱 PN結(jié)。 制造異質(zhì)結(jié)通常采用外延生長法 。 如利用前向偏置異質(zhì)結(jié)的載流子注入與復(fù)合可以制造半導(dǎo)體激光二極管與半導(dǎo)體發(fā)光二極管； 6. 利用光輻射對 PN結(jié)反向電流的調(diào)制作用可以制成光電探測器； 7. 利用光生伏特效應(yīng)可制成太陽電池 。依照兩種材料的導(dǎo)電類型分同型異質(zhì)結(jié)（ Pp結(jié)或 Nn結(jié)）和異型異質(zhì) (Pn或 pN)結(jié)。 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本特性 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)，是將不同材料的半導(dǎo)體薄膜，依先后次序 外延淀 積在同一襯底上。然 而在異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，可將雜質(zhì)加在兩邊的夾層中，該雜質(zhì)所貢獻(xiàn)的電子會(huì)掉到中間層，因其有較低的能量（如圖所示），因此在空間上，電子與雜質(zhì)是分開的，所以電子的行動(dòng)就不會(huì)因雜質(zhì)的碰撞而受到限制，因此其遷移率就可以大大增加，這是高速組件的基本要素。使用半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)，因電子與空穴很容易掉到中間層，因此載子數(shù)目反轉(zhuǎn)較易達(dá)成，這是具有受激發(fā)光的必要條件，而且電子與空穴被局限在中間層內(nèi)，其結(jié)合率較大。 樣品制備 第 一 組 ZnO/Si異質(zhì)結(jié)樣品 (1)～ (4)： 準(zhǔn)備四種不同表面摻雜的 Si材料作為襯底。cm。cm。 PLD工藝采用德國 Lamda Physik公司的 LPXKRF受激準(zhǔn)分子激光器 (excimer laser)，輸出波長為 248 nm，脈寬 20ns，頻率 5Hz，功率 200mj/pulse， 通過透鏡以 45度角聚焦在靶上，靶材為高純 ZnO陶瓷靶，直徑 32mm。初步測試后切片，背底固定到 Al電極， 引線焊接 ，封裝。（注：制備第二組樣品時(shí) PLD工藝相關(guān)參數(shù)，沒有特別注明的部分默認(rèn)為與第一組的參數(shù)相同。器件結(jié)構(gòu)如圖 第二組樣品 A、 B器件結(jié)構(gòu) 第二組樣品 C器件結(jié)構(gòu) I－ V特性 所有樣品中 (1)、 (4) 是以 ZnO作為異質(zhì)結(jié)的正向端，其余的則相反。除樣品 B外其他樣品正向曲線都很陡峭。用 Yokogama 3036 X/Y recorder記錄異質(zhì)結(jié)兩端的光生電壓隨入射波長的變化。圖中樣品 (1)所用襯底的是 nSi，其他的都是 pSi， P－ E曲線的差異產(chǎn)生應(yīng)當(dāng)與這有關(guān)，但具體原因還有待進(jìn)一步考證?？芍砑?SiC緩沖層進(jìn)一步弱化了 pSi(p)的摻雜特性，使得 ZnO/pSi異質(zhì)結(jié)光電譜呈現(xiàn)出一些 ZnO/nSi異質(zhì)結(jié)光電譜的特征。 后面四條曲線從 450nm到 600nm區(qū)間的圖形非常一致。第二組光電響應(yīng)強(qiáng)度遠(yuǎn)高于第一組，是由于表面金屬膜厚差異太大。 第一組樣品的 I－ V曲線 第二組樣品的 I－ V曲線 光生伏特效應(yīng) 采用 HITACHI M850熒光分光光度計(jì)產(chǎn)生入射光測量異質(zhì)結(jié)零偏壓下光譜響應(yīng)特性，其準(zhǔn)確有效的波長范圍 200～ 600nm，準(zhǔn)確度 177。圖中可見樣品 (1)、 (4)具有很好的反向特性 —— 很小的反向漏電流，其他器件的反向漏電流都很大而且隨反偏壓增大迅速增強(qiáng)，反向曲線呈阻性。最后將樣品放在 N2氣氛中 530℃ 高溫下退火 15min。cm。接著表面蒸 Al， Al膜厚約 1μm，
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