半導(dǎo)體物理學(xué)(第七版)電子工業(yè)出版社劉恩科等編著p-資料下載頁
2024-12-29 16:17本頁面
【正文】 8PN結(jié)雜質(zhì)分布? 下面兩種分布在實(shí)際器件中最常見也最容易進(jìn)行物理分析 突變結(jié) : 線性緩變結(jié) :淺結(jié)、重?fù)诫s（ 1um） 深結(jié)（ 3um） 或外延的 PN結(jié)159PN結(jié)的形成160PN結(jié)中的能帶? PN161內(nèi)建電勢162內(nèi)建電勢PN結(jié)的內(nèi)建電勢決定于摻雜濃度 ND、 NA、材料禁帶寬度以及工作溫度163能帶內(nèi)建電勢電場164VA?0條件下的突變結(jié)? 外加電壓全部降落在耗盡區(qū)， VA大于 0時(shí)，使耗盡區(qū)勢壘下降，反之上升。即耗盡區(qū)兩側(cè)電壓為 VbiVA165反偏 PN結(jié)? 反偏電壓能改變耗盡區(qū)寬度嗎？166準(zhǔn)費(fèi)米能級167理想二極管方程? PN結(jié)正偏時(shí)168理想二極管方程? PN結(jié)反偏時(shí)169定量方程? 基本假設(shè)216。P型區(qū)及 N型區(qū)摻雜均勻分布，是突變結(jié)。216。電中性區(qū)寬度遠(yuǎn)大于擴(kuò)散長度。216。冶金結(jié)為面積足夠大的平面，不考慮邊緣效應(yīng)，載流子在 PN結(jié)中一維流動。216?？臻g電荷區(qū)寬度遠(yuǎn)小于少子擴(kuò)散長度 , 不考慮空間電荷區(qū)的產(chǎn)生 — 復(fù)合作用。216。P型區(qū)和 N型區(qū)的電阻率都足夠低，外加電壓全部降落在過渡區(qū)上。170準(zhǔn)中性區(qū)的載流子運(yùn)動情況? 穩(wěn)態(tài)時(shí) , 假設(shè) GL=0? 邊界條件 :– 圖 – 歐姆接觸邊界– 耗盡層邊界171邊界條件? 歐姆接觸邊界? 耗盡層邊界 (pn結(jié)定律 )172耗盡層邊界? P型一側(cè)P N173耗盡層邊界 (續(xù) )? N型一側(cè)耗盡層邊界處非平衡載流子濃度與外加電壓有關(guān)174準(zhǔn)中性區(qū)載流子濃度175理想二極管方程? 求解過程– 準(zhǔn)中性區(qū)少子擴(kuò)散方程– 求 Jp(xn)– 求 Jn(xp)– J= Jp(xn)+ Jn(xp)176理想二極管方程 (1)? 新的坐標(biāo) :? 邊界條件 :xp xn0xX’177空穴電流? 一般解178電子電流? P型側(cè)179PN結(jié)電流180PN結(jié)電流與溫度的關(guān)系181與理想情況的偏差216。 大注入效應(yīng)216。 空間電荷區(qū)的復(fù)合182空間電荷區(qū)的產(chǎn)生與復(fù)合? 正向有復(fù)合電流? 反向有產(chǎn)生電流183空間電荷區(qū)的產(chǎn)生與復(fù)合 1? 反向偏置時(shí) ,? 正向偏置時(shí) , 計(jì)算比較復(fù)雜VA愈低， IRG愈是起支配作用184VA?Vbi時(shí)的大電流現(xiàn)象? 串聯(lián)電阻效應(yīng)q/kTLog(I)VA185VA?Vbi時(shí)的大電流現(xiàn)象 1? 大注入效應(yīng)大注入是指正偏工作時(shí)注入載流子密度等于或高于平衡態(tài)多子密度的工作狀態(tài)。 pn≥n no186VA?Vbi時(shí)的大電流現(xiàn)象 2187VA?Vbi時(shí)的大電流現(xiàn)象 3VA越大 , 電流上升變緩188反向擊穿? 電流急劇增加? 可逆– 雪崩倍增– 齊納過程? 不可逆– 熱擊穿189雪崩倍增190齊納過程? 產(chǎn)生了隧穿效應(yīng)E隧道穿透幾率 P：隧道長度 : 隧道擊穿 : VB4Eg/q雪崩 擊穿： VB6Eg/q191PN結(jié)二極管的等效電路? 小信號加到 PN結(jié)上~+ va VA+ P N RsGC192反向偏置結(jié)電容? 也稱勢壘電容或過渡區(qū)電容193反向偏置結(jié)電容 1194反向偏置結(jié)電容 2? 耗盡近似下線性緩變結(jié)的空間電荷區(qū)電荷總量195參數(shù)提取和雜質(zhì)分布? CV測量系統(tǒng)VA1/C2Vbi196擴(kuò)散電容197擴(kuò)散電容 1? 表現(xiàn)為電容形式198擴(kuò)散電容 2? 擴(kuò)散電容與正向電流成正比199練習(xí)為什么 pn結(jié)在反偏壓下有一小的飽和電流試分別描述勢壘電容和擴(kuò)散電容的由來2001 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)2 半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級3 半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布4 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性5 非平衡載流子6 pn結(jié)7 金屬和半導(dǎo)體的接觸8 半導(dǎo)體表面與 MIS結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理學(xué)201金屬和半導(dǎo)體的接觸? 金屬和半導(dǎo)體的功函數(shù)202金屬和半導(dǎo)體的接觸? 金屬和半導(dǎo)體的接觸203整流理論? 金屬和 N型半導(dǎo)體的接觸204擴(kuò)散理論? 對于 N型阻擋層，當(dāng)勢壘的寬度比電子的平均自由程大地多時(shí)，電子通過勢壘區(qū)要發(fā)生多次碰撞，這樣的阻擋層稱為厚阻擋層。? 擴(kuò)散理論適用于厚阻擋205肖特基勢壘二極管與二極管的比較? 相同點(diǎn)– 單向?qū)щ娦? 不同點(diǎn)– 正向?qū)〞r(shí)， pn結(jié)正向電流由少數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動形成，而肖特基勢壘二極管的正向電流由半導(dǎo)體的多數(shù)載流子發(fā)生漂移運(yùn)動直接進(jìn)入金屬形成，因此后者比前者具有更好的高頻特性– 肖特基勢壘二極管的勢壘區(qū)只存在于半導(dǎo)體一側(cè)– 肖特基勢壘二極管具有較低的導(dǎo)通電壓，一般為 ，pn結(jié)一般為 206歐姆接觸? 歐姆接觸– 不產(chǎn)生明顯的附加阻抗，而且不會使半導(dǎo)體內(nèi)部的平衡載流子濃度發(fā)生顯著的改變，為非整流接觸– 若 ，金屬和 n型半導(dǎo)體接觸可形成反阻擋層； 時(shí)，金屬和 p型半導(dǎo)體接觸也能形成反阻擋層，反阻擋層沒有整流作用，可實(shí)現(xiàn)歐姆接觸– 實(shí)際生產(chǎn)中利用 隧道效應(yīng) 的原理，把半導(dǎo)體一側(cè)重?fù)诫s形成 金屬 —n+n 或 金屬 —p+p 結(jié)構(gòu)，從而得到理想的歐姆接觸2071 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)2 半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級3 半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布4 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性5 非平衡載流子6 pn結(jié)7 金屬和半導(dǎo)體的接觸8 半導(dǎo)體表面與 MIS結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理學(xué)208MIS結(jié)構(gòu)209能帶圖210能帶圖 1? 無偏壓時(shí) MOS結(jié)構(gòu)中由于功函數(shù)差引起的表面能帶彎曲211212MIS結(jié)構(gòu)? 理想情況– 金屬與半導(dǎo)體間功函數(shù)差為零– 絕緣層內(nèi)沒有任何電荷且絕緣層完全不導(dǎo)電– 絕緣體與半導(dǎo)體界面處不存在任何界面態(tài)213? 積累214耗盡215耗盡 1（邊界條件）216 反型217反型 1? 耗盡層電荷 :218外加偏置219Qs?s?s =0, Qs=0, ?=0, flat band?s 0, Qs0, accumulation?s 0, Qs0, depletion?s 0, Qs0, weak inversion?s =2 ?F, the onset of strong inversion?s 2 ?F, Strong inversion220MIS結(jié)構(gòu)的基本公式221MOS結(jié)構(gòu)的基本公式 11 總電勢差 :222平帶223Flat Band Voltage224MIS電容225MIS電容? 電容的定義 :226MIS電容 2? 積累態(tài) :? 耗盡態(tài) :227MIS電容 3? 反型228實(shí)驗(yàn)結(jié)果229深耗盡? 從耗盡掃描到反型時(shí) , 需要少子230謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAIT
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