半導體物理總復習ppt課件-閱讀頁
2025-05-22 12:40本頁面
【正文】 反偏 ， 耗盡區(qū)內(nèi)主要考慮產(chǎn)生 復合中的產(chǎn)生電流；而正偏時 ，耗盡區(qū)內(nèi)則主要考慮俘獲過程 。 ?發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠比集電區(qū)大；基區(qū)的濃度比發(fā)射區(qū)低 ，但高于集電區(qū)濃度 。 ?由鄰近的射基結(jié)注射過來的空穴可在反偏集基結(jié)造成大電流， 此為晶體管放大作用 ， 且只有當此兩 pn結(jié)足夠接近時才會發(fā)生 ， 因此此兩結(jié)被稱為交互 pn結(jié) 。 晶體管三端點的電流主要是由基極中的少子分布來決定 。 晶體管有四種工作模式 。 這種電流變化稱為厄雷效應 ， 或基區(qū)寬度調(diào)制效應 ， 將集電極電流往左方延伸 ， 與 VEC軸相交 ， 可得到交點 ， 稱為厄雷電壓 。 真空能級1?q1s?q1?q2s?qC1ECE?C2EF1EV1EC1EF2EV2EVE?真空能級(a ) 兩個分離半導體的能帶圖biVb1Vb2V)( x?2?q2s?q2?q1s?qCE?C1EF1EV1EC2EF2EV2Eb2VVE?b1V1gE1x 2x0?x2gE(b) 在熱平衡下，理想 n － p 異質(zhì)結(jié)的能帶圖圖 右圖顯示熱平衡狀態(tài) ， 兩個半導體形成理想異質(zhì)結(jié)的能帶圖 。 必須選擇晶格常數(shù)很接近的材料來符合此假設(shè) 。 20 右圖為 V=0， 理想 p型 MOS二極管的能帶圖 。 理想 MOS二極管定義為： (1)零偏壓時 ， q?ms為零 ， 即能帶是平的 （ 稱為平帶狀況 ） 。 第六章 21 理想 MOS二極管偏壓為正或負時 ， 半導體表面出現(xiàn)三種狀況 (1)p型半導體 ， 施加負電壓 ， 接近半導體表面的能帶向上彎曲 。 理想 MOS二極管 ， 不論外加電壓為多少 ， 器件內(nèi)部均無電流流動 ， 半導體內(nèi)部費米能級為一常數(shù) 。 半導體中單位面積的空間電荷Qsc值為 qNAW， 其中 W為表面耗盡區(qū)的寬度 。 ?當靠近 SiOSi界面的電子濃度等于襯底的摻雜量時 ， 開始產(chǎn)生強反型 。 xi通常遠小于表面耗盡區(qū)的寬度 。 由于 EFEi＞ 0，半導體表面電子濃度大于 ni， 而空穴濃度小于 ni， 表面載流子呈現(xiàn)反型 ， 稱為反型現(xiàn)象 。 MOSFET基本原理 24 光子和固體內(nèi)電子間三種主要的相互作用過程：吸收 、 自發(fā)輻射 、 受激輻射 。 激發(fā)態(tài)原子不穩(wěn)定 ， 經(jīng)短暫時間后 ， 無外來激發(fā)就跳回基態(tài) ， 并放出一個能量為 hν12的光子 ， 這個過程稱為自發(fā)輻射 [圖 (b)]。此過程稱為受激輻射 。 假如光子受激輻射 光子吸收 ， 則電子在較高能級的濃度會 在較低能級的濃度 。 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是激光產(chǎn)生的必要條件 。 半導體被光照射 ， 如果 hν=Eg， 則半導體會吸收光子產(chǎn)生電子 空穴對 ， 如 (a)所示 。 (a)與 (b)的過程皆稱為本征躍遷 （ 能帶至能帶的躍遷 ） 。 C E V E g E ) ( a ) ( b ) ( c u h t E 26 ?半導體激光和固態(tài)紅寶石激光及氦氖氣體激光比較： ?共性：方向性很強的單色光束 ， 譜線較 LED的窄 。 ?應用： ?光纖通信中的光源 ， 錄像機 、 光學刻錄機及高速激光打印機等 。 ?都具有直接禁帶：動量守恒 ， 輻射性躍遷幾率較高 ， 量子效率高 。 金半接觸 第八章 當金屬與半導體緊密接觸時 ， 兩種不同材料的費米能級在熱平衡時相同；此外 ， 真空能級也必須連續(xù) 。 真空能級m?q?qs?qCEFEVE)( m ?? ?q金屬 半導體真空能級金屬 半導體型半導體的能帶圖金屬靠近一獨立熱平衡情形下，一獨立 n)( am?qCEFEVEFE?q)( mBn ??? ?? qq)( smbi ?? ?? qqVs?q接觸的能帶圖熱平衡時金屬－半導體)( b圖 6 . 2理想狀況下 ， 勢壘高度q?Bn為金屬功函數(shù)與電子親和力之差 。 qVn為導帶底與費米能級間的距離 。 工作在適當溫度 （ 300K） 的肖特基二極管 ， 其主要傳導機制是半導體中多數(shù)載流子的熱電子發(fā)射越過接觸勢壘而進入金屬中 。 因此 ， 肖特基二極管被視為單極性器件 ， 亦即主要由一種載流子來主導導通的過程 。 良好的歐姆接觸不會嚴重降低器件性能 ， 且通過電流時所產(chǎn)生的電壓降比降落于器件有源區(qū)的電壓降要小 。 其中 ， 一個肖持基接觸作為柵極 ， 兩個當作源極與漏極的歐姆接觸 。 源極接地 ， 柵極電壓與漏極電壓以源極為參考 。 溝道為 n型材料稱為 n溝道 MESFET。 LLgsLgdL源極漏極Za型n襯底半導體絕緣柵極源極漏極型襯底半導體絕緣柵極的透視圖M ES F ET)( a漏極源極柵極aWL DV0G ?V漏極源極柵極柵極區(qū)域的截面圖M ES F ET)( b圖 6 . 1 030 注意 ? 各種結(jié)構(gòu)的能帶圖 ? 書中所提到的物理參數(shù)的符號要能看得懂 ? 作業(yè)
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