2015-06-30
1303
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему: «Расчет параметров ступенчатого p-n перехода»
Дисциплина: «Физические основы микроэлектроники»
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................. 3
Часть I. Теоретическая часть........................................................ 5
1.1 Понятие о p-n-переходе......................................................................... 5
1.2 Структура p-n-перехода........................................................................ 9
1.3 Методы создания p-n-переходов......................................................... 15
1.3.1 Точечные переходы.......................................................................... 15
1.3.2 Сплавные переходы.......................................................................... 16
1.3.3 Диффузионные переходы................................................................. 17
1.3.4 Эпитаксиальные переходы............................................................... 17
1.4 Энергетическая диаграмма p-n-перехода в равновесном состоянии. 19
1.5 Токи через p-n-переход в равновесном состоянии............................. 22
1.6 Методика расчета параметров p-n-перехода...................................... 25
1.7 Расчет параметров ступенчатого p-n-перехода.................................. 28
|
|
|
часть II. Расчет ширины ступенчатого p – n-перехода. 31
часть iii. Внешний фотоэффект и его применение в фотодиодах 32
заключение.......................................................................................... 47
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................. 48
Приложение. список использованных обозначений... 49
ВВЕДЕНИЕ
Таблица 1- Исходные данные
| Наименование параметра | Ед. изм. | Усл. об. | Значение в единицах системы СИ |
| Абсолютная величина результирующей примеси в базе | м-3 | NБ | 1011 |
| Абсолютная величина результирующей примеси в эмиттере | м-3 | Nэ | 1,5×1018 |
| Диэлектрическая постоянная воздуха | Ф/м | e0 | 8.85×10-12 |
| Заряд электрона | Кл | e | 1.6 ×10-19 |
| Относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника | Ф/м | e | |
| Постоянная Больцмана | Дж/К | k | 1.38 × 10-23 |
| Равновесная концентрация дырок в n-области | м-3 | pn0 | 1,3×103 |
| Равновесная концентрация дырок в p-области | м-3 | np0 | 1,1×103 |
| Собственная концентрация носителей заряда | м-3 | ni | 1,2×1012 |
| Температура окружающей среды | K | T |
Полупроводники могут находиться в контакте с металлами и некоторыми другими материалами. Наибольший интерес представляет контакт полупроводника с полупроводником. Этот интерес вызван следующими двумя обстоятельствами. В случае контакта метал – полупроводник выпрямляющими свойствами контакта можно управлять с помощью только одной из половин контакта, а именно, со стороны полупроводника. Это видно хотя бы из того факта, что весь запирающий (или антизапирающий[1]) слой лежит в полупроводниковой области и его толщину, а значит, и ток можно регулировать концентрацией носителей n0, т.е. выбором типа кристалла, легированием полупроводника, температурой, освещением и т.д. Второе обстоятельство заключается в том, что практически поверхности металла и полупроводника никогда не образуют идеального контакта друг с другом. Всегда между ними находятся адсорбированные атомы или ионы посторонних веществ. Адсорбированные слои экранируют внутреннюю часть полупроводника так, что фактически они определяют свойства выпрямляющих контактов или во всяком случае существенно влияют на них.
|
|
|
В случае контакта полупроводник – полупроводник оба недостатка отсутствуют т.к. в большинстве случаев, контакт осуществляют в пределах одного монокристалла, в котором половина легирована донорной примесью, другая половина - акцепторной. Существуют и другие технологические методы создания электронно–дырочного перехода, которые будут рассмотрены в данной курсовой работе. Кроме того, целью предпринимаемого исследования является определение основных параметров и характеристик, а также физических процессов, лежащих в основе образования и функционирования p-n-перехода для ответа на основной вопрос данной работы: «Какова ширина p-n-перехода?» при заданных исходных параметрах.
В третьей части данной работы будет предпринята попытка объяснить особенности поведения электрона с учетом спина во внешнем электрическом поле, введено понятие тонкой структуры.
Часть I.Теоретическая часть
