double arrow

Гетеропереходы. Гетеропереходом называют переход, возникающий между полупроводниками с различной шириной запрещенной зоны

Гетеропереходом называют переход, возникающий между полупроводниками с различной шириной запрещенной зоны. Используемые для создания гетеропереходов полупроводники должны иметь одинаковые кристаллические структуры и близкие значения постоянной кристаллической решетки. Примерами гетеропереходов являются переходы германий-кремний, германий-арсенид галлия, арсенид галлия - фосфид галлия и др. В обычных р-п-переходах (гомопереходах), как правило, имеет место двусторонняя инжекция неосновных носителей заряда: электроны при подаче на переход прямого напряжения инжектируются в дырочную область полупроводникового кристалла, а дырки в электронную. Гетеропереходы позволяют получить одностороннюю инжекцию.

а) б)

Рис.11.1

Рассмотрим энергетическую диаграмму гетероперехода между полупроводником n-типа с широкой запрещенной зоной и полупроводником p-типа с узкой запрещенной зоной. На рис. 11.1,а показаны энергетические диаграммы разделенных полупроводников, а на рис. 11.1,б— энергетическая диаграмма контакта. При создании контакта уровни Ферми совмещаются, однако их положение внутри запрещенных зон сохраняется неизменным, в результате чего на границе раздела хО в зоне проводимости возникает разрыв DЕC =ЕС1 –ЕС2, а в валентной зоне разрыв DЕVV2 –E V1. Левее хО образуется обедненный слой (x0-xn), содержащий заряды доноров, правее хО образуется обедненный слой (xp-x0 ), содержащий заряды акцепторов. Наличие этих слоев приводит к возникновению изгибов границ энергетических зон qj01 и qj02. Сумма qj0=qj01+qj02 равна разности уровней Ферми в неконтактируемом состоянии: qj0=(EFn–EFP). Высота энергетического барьера для электронов равна qjon=qj0–DEc, а для дырок она равна qjop=qj0+DEv. Энергетический барьер для электронов в зоне проводимости оказывается меньше, чем энергетический барьер для дырок в валентной зоне. При подаче прямого напряжения энергетический барьер для электронов уменьшится, и электроны будут инжектироваться в р-полупроводник. Энергетический барьер для дырок также уменьшится, но останется достаточно высоким, поэтому инжекция дырок в n-полупроводник будет отсутствовать. В этом состоит принципиальное отличие гетероперехода от гомоперехода.


Сейчас читают про: