半導(dǎo)體材料的定義與物理基礎(chǔ)-文庫吧資料
2025-01-05 06:44本頁面
【正文】 p型半導(dǎo)體Wm Wp FpFm P型半導(dǎo)體電子相對 較多電子由 P型半導(dǎo)體流向金屬內(nèi)建電場方向由 P型半導(dǎo)體指向金屬P型半導(dǎo)體一側(cè)形成空穴高電導(dǎo)區(qū)域，形成反阻擋層有利于空穴從體內(nèi)流向表面Wm Wp FpFm 金屬電子相對較多電子由金屬流向 P型半導(dǎo)體內(nèi)建電場方向由金屬指向 P型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體一側(cè)形成空穴勢壘區(qū)，形成阻擋層，不利于空穴從體內(nèi)流向表面對于 n型半導(dǎo)體，正好和 p型半導(dǎo)體相反，當 Wm Wp的時候， n型半導(dǎo)體一側(cè)形成電子阻擋區(qū)，不利于電子由表面流向體內(nèi)反之，當 Wm Wp的時候， n型半導(dǎo)體一側(cè)形成電子反阻擋區(qū)，有利于電子由表面流向體內(nèi)60N型半導(dǎo)體 P型半導(dǎo)體WmWs 阻擋層 反阻擋層WmWs 反阻擋層 阻擋層61歐姆接觸? 定義：不產(chǎn)生明顯的附加阻抗，不會使半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子濃度發(fā)生明顯的改變。PN結(jié)的單向?qū)щ娦? 動畫三55PN結(jié)電流方程結(jié)電流方程由半導(dǎo)體物理可推出 ：PN結(jié)兩端的電壓與流過 PN結(jié)電流的關(guān)系式I = I0(expqV/kT1)第一項為正向飽和電流，第二項為反向飽和電流56金屬半導(dǎo)體接觸和 MIS結(jié)構(gòu)?金屬半導(dǎo)體接觸（ MS結(jié)構(gòu)）?歐姆接觸57金屬半導(dǎo)體接觸? 金屬功函數(shù)：? 半導(dǎo)體功函數(shù)：功函數(shù)：真空中靜止電子的能量與費米能的差值E0EF58MS結(jié)構(gòu)形成的本質(zhì)?任何兩種相接觸的物質(zhì)的費米能級（或者嚴格意義上來說化學(xué)勢）必須相等。PN結(jié)呈現(xiàn)高阻性P區(qū)的電位低于 N區(qū)的電位，稱為加 反向電壓 ，簡稱反偏 ；內(nèi)外少量少子的抽出54由此可以得出結(jié)論： PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。少子在?nèi)電場的作用下形成的漂移電流加大。P區(qū)的電位高于 N區(qū)的電位，稱為加 正向電壓 ，簡稱 正偏 ；內(nèi)外少數(shù)載流子的注入53PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?. PN結(jié)加反向電壓時的導(dǎo)電情況 外電場與 PN結(jié)內(nèi)電場方向相同，增強內(nèi)電場。 擴散電流遠大于漂移電流，可忽略漂移電流的影響。接觸電位 V?決定于材料及摻雜濃度硅： V?=鍺： V?=52PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?. PN結(jié)加正向電壓時的導(dǎo)電情況 外電場方向與 PN結(jié)內(nèi)電場方向相反，削弱了內(nèi)電場。內(nèi)電場的建立，使 PN結(jié)中產(chǎn)生電位差。動態(tài)平衡 擴散電流 =漂移電流， PN結(jié)內(nèi)總電流 =0。 △ Vrt0非平衡載流子在半導(dǎo)體中的生存時間稱為 非子壽命（少子壽命） 。取消光照 隨光照時間的變化 43非平衡載流子的復(fù)合?直接復(fù)合：電子在導(dǎo)帶和價帶之間 直接躍遷 而引起的非平衡載流子的復(fù)合過程?間接復(fù)合：非平衡載流子通過 復(fù)合中心（禁帶能級）的復(fù)合?輻射復(fù)合：非平衡載流子復(fù)合時， 多余能量以發(fā)射光子的形式存在，又稱發(fā)光復(fù)合 (LED，激光）?非輻射復(fù)合：非平衡載流子復(fù)合時， 電子將能量傳遞給晶格 ，產(chǎn)生熱能， 對外發(fā)射聲子 的過程?俄歇復(fù)合：非平衡載流子從高能級向低能級躍遷，發(fā)生電子 空穴復(fù)合，把 多余的能量傳給另一個載流子 ，使得其 躍遷到能量更高的能級 上去，當它重新回到低能級時， 多余的能量以聲子 的形式放出?表面復(fù)合： 在半導(dǎo)體表面發(fā)生的復(fù)合過程（ 表面處的雜質(zhì)和復(fù)合中心）44非平衡載流子隨時間的變化規(guī)律 非平衡少子濃度 平衡少子濃度即使小注入，實際上，非平衡少子起重要作用。但 ?np=1010cm3?n=?104cm3.p0?1? n型： ?nn0， p型： ?pp0 ●注入的非平衡載流子濃度大于平衡時的少子濃 度，小于平衡時的多子濃度，稱為 小注入 。?n， ?p— 非平衡載流子的濃度 n0， p0— 熱平衡載流子濃度 n， p— 非平衡時導(dǎo)帶電子濃度 和價帶空穴濃度 404．大注入、小注入 p0=ni2，非平衡時 n達到動態(tài)平衡后： n=n0+?n p=p0+?p n0， p0為熱平衡時電子濃度和空穴濃度 ， ?n， ?p為非子濃度。用波長比較短的光 照射到半導(dǎo)體 光照?n?pnopo光照產(chǎn)生非平衡載流子372．電注入3．非平衡載流子濃度的表示法 費米能級32費米能級的含義?費米能級是一個具有統(tǒng)計意義的統(tǒng)計量，描述的是半導(dǎo)體電子能量的一種統(tǒng)計水平?溫度大于 0K時，大多數(shù)電子優(yōu)先排布于費米能級以下的位置33費米能級在能帶中所處的位置 ,直接決定半導(dǎo)體電子和空穴濃度 . 費米能級的位置費米能級與載流子濃度的關(guān)系34能級理論小結(jié)?雜質(zhì)半導(dǎo)體（ p型半導(dǎo)體， n型半導(dǎo)體）?雜質(zhì)能級（施主能級，受主能級，深能級，淺能級）?費米能級35非平衡載流子?定義：非平衡狀態(tài)下的載流子，簡稱非子。 Ef： Fermi能級。31三 .Fermi能級 E的狀態(tài)的幾率 對一個電子而言，它具有的能量時大時小，處在經(jīng)常變化中。（過渡金屬價態(tài)不穩(wěn)定）?一般情況下含量極少，而且能級較深，它們對半導(dǎo)體中的 導(dǎo)電電子濃度、
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