Электронно-дырочный переход и его свойства. Переход металл-полупроводник.

Если одна часть кристалла полупроводника имеет проводимость p –типа, а другая n –типа, то на границе между ними возникает p – n (электронно-дырочный) переход. Полупроводники p – и n –типа нейтральны. В месте их разделения П электроны диффундируют из области n –типа в область p –типа оставляя положительные ионы +ρ, а дырки – из области p –типа в область n –типа, оставляя отрицательные ионы -ρ. Между двойным слоем ионов действует поле E _СОБ, создающее энергетический барьер. Некомпенсированные заряды ионов примесей в полупроводнике создают контактную разность потенциалов U _K между p – и n –областями (~ 0,5 В). Чем выше потенциал, тем меньшее количество свободных носителей заряда могут его преодолеть, так как для этого требуется большая энергия. Навстречу диффузионному прямому току I _ПР направлен обратный ток не основных носителей зарядов, вызванный термогенерацией, I _ОБР: электронов из p – в n –область и дырок из n – в p –область, для которых потенциал U _K не является препятствием. Когда I _ПР уменьшится из-за роста U _K и станет равным I _ОБР, увеличение U _K прекратится. Рис.1- потенциальный барьер в р-n переходе

Два типа контакта Ме-полупроводник: 1).выпрямляющие (диоды с барьером Шотки); 2).омические (т.е. подчиненные закону Ома) – не выпрямляющие – необходимые для контакта полупроводниковые приборы с проводами (коммутацией), подвода и отвода управляемых токов и напряжений. Если вероятность заполнения энергетического уровня в полупроводнике меньше, чем в металле, то при соприкосновении (контакте) часть электронов Ме перейдет в полупроводник. Это характерно для полупроводника «р». В результате в полупроводнике у границы число дырок уменьшится, обнажатся заряженные ионы «А-›› и возникшее на контакте поле притормозит следующие электроны. Это похоже на поле в n-p переходе, но возникший потенциал поменьше, заряженный слой тоньше. Для n-полупроводника заполненные уровни с электронами лежат выше, чем в Ме, и в контакте часть их стечет в металл. Донорные ионы D⁺ в полупроводнике создадут поле, втягивающее электроны назад. Зона проводимости изогнется вверх. Барьер на границах тоже возникает. Реально на прижимном контакте это сделать нельзя, на игольчатом или напыленном в вакууме – можно. Оба типа контакта имеют слой, обедненный основными носителями. Энергетическая зонная диаграмма контакта металл-полупроводник р-типа: а — металл; б - полупроводник p-типа; в - контакт металл – полупроводник (р-типа).

Дата добавления: 2015-10-16