【正文】 8PN結(jié)雜質(zhì)分布? 下面兩種分布在實際器件中最常見也最容易進行物理分析 突變結(jié) : 線性緩變結(jié) :淺結(jié)、重摻雜（ 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，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準費米能級167理想二極管方程? PN結(jié)正偏時168理想二極管方程? PN結(jié)反偏時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)寬度遠大于擴散長度。216。冶金結(jié)為面積足夠大的平面，不考慮邊緣效應，載流子在 PN結(jié)中一維流動。216。空間電荷區(qū)寬度遠小于少子擴散長度 , 不考慮空間電荷區(qū)的產(chǎn)生 — 復合作用。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準中性區(qū)的載流子運動情況? 穩(wěn)態(tài)時 , 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準中性區(qū)載流子濃度175理想二極管方程? 求解過程– 準中性區(qū)少子擴散方程– 求 Jp(xn)– 求 Jn(xp)– J= Jp(xn)+ Jn(xp)176理想二極管方程 (1)? 新的坐標 :? 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216。 空間電荷區(qū)的復合182空間電荷區(qū)的產(chǎn)生與復合? 正向有復合電流? 反向有產(chǎn)生電流183空間電荷區(qū)的產(chǎn)生與復合 1? 反向偏置時 ,? 正向偏置時 , 計算比較復雜VA愈低， IRG愈是起支配作用184VA?Vbi時的大電流現(xiàn)象? 串聯(lián)電阻效應q/kTLog(I)VA185VA?Vbi時的大電流現(xiàn)象 1? 大注入效應大注入是指正偏工作時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時的大電流現(xiàn)象 2187VA?Vbi時的大電流現(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擴散電容197擴散電容 1? 表現(xiàn)為電容形式198擴散電容 2? 擴散電容與正向電流成正比199練習為什么 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散電容的由來2001 半導體中的電子狀態(tài)2 半導體中雜質(zhì)和缺陷能級3 半導體中載流子的統(tǒng)計分布4 半導體的導電性5 非平衡載流子6 pn結(jié)7 金屬和半導體的接觸8 半導體表面與 MIS結(jié)構(gòu)半導體物理學201金屬和半導體的接觸? 金屬和半導體的功函數(shù)202金屬和半導體的接觸? 金屬和半導體的接觸203整流理論? 金屬和 N型半導體的接觸204擴散理論? 對于 N型阻擋層，當勢壘的寬度比電子的平均自由程大地多時，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– 單向?qū)щ娦? 不同點– 正向?qū)〞r， pn結(jié)正向電流由少數(shù)載流子的擴散運動形成，而肖特基勢壘二極管的正向電流由半導體的多數(shù)載流子發(fā)生漂移運動直接進入金屬形成，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)只存在于半導體一側(cè)– 肖特基勢壘二極管具有較低的導通電壓，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型半導體接觸可形成反阻擋層； 時，金屬和 p型半導體接觸也能形成反阻擋層，反阻擋層沒有整流作用，可實現(xiàn)歐姆接觸– 實際生產(chǎn)中利用 隧道效應 的原理，把半導體一側(cè)重摻雜形成 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 半導體中的電子狀態(tài)2 半導體中雜質(zhì)和缺陷能級3 半導體中載流子的統(tǒng)計分布4 半導體的導電性5 非平衡載流子6 pn結(jié)7 金屬和半導體的接觸8 半導體表面與 MIS結(jié)構(gòu)半導體物理學208MIS結(jié)構(gòu)209能帶圖210能帶圖 1? 無偏壓時 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電– 絕緣體與半導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實驗結(jié)果229深耗盡? 從耗盡掃描到反型時 , 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