ch2_异质结和MQW,SL.pdf

第一部分 半导体器件 第一章 pn结二极管 第二章 异质结二极管（量子阱、超晶格） 第三章 金属-半导体肖特基二极管（包括欧姆接 触和肖特基接触） 郑 新 和 1 第二章 半导体异质结与量子阱、超晶格 2.1 半导体异质结 2.2 量子阱、超晶格 2 2.1 半导体异质结(Semiconductor Heterojunction) (1)异质结基本要求 不同半导体材料：一般是窄带隙和宽带隙 3  异质突变结：带隙由一种半导体直接变为另一种半导体，如 Ge/GaAs等  异质缓变结：两种半导体的带隙连续变化形成，如GaAs/Al1- Ga As异质结等 x x  晶格常数匹配。如不匹配，将形成缺陷和界面态。 问题：异质结的突变结、缓变结与pn结中突变结、缓变结有什么区别？ 4 (2)异质结能带图(band alignment)  构成异质结的两种半导体材料具有不同的带隙宽度E 、电子亲和势、 g 电离能和功函数W ，而结的电学特性强烈地依赖于这些参数。  根据和E 的相对值，窄带隙和宽带隙形成的异质结有三种类型： g (a)跨骑型或I型，straddling; (b)交错型或II型，staggered; (c)错开型 或III型，broken 。其中I型从技术上讲最为重要。 5  为描述方便，将宽带隙半导体用掺杂类型的大写字母(如P 、 N)表示，反之用小写字母(如p 、n)等。  掺杂类型相同的称为同型异质结(Nn和Pp) 、相反的称为反 型异质结(Np和Pn) 。 Pn反型异质结 6 • 电子亲和势模型(EAM)或准则 假设条件：  半导体材料参数直到冶金结处都不变；  半导体材料的晶格常数相近或相等；  真空能级连续； 异质结能带图由两种半导体材料的亲和能、电离能或带隙决定，如 对跨骑型异质结 E  -  导带底能量差(不同) ： c 2 1 E  E E c v g 价带顶能量差(不同) ： E  -  v 2 1 7 三种异质结类型的电子亲和势差异 注意：电子亲和势模型有