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固体与半导体物理 第七章 半导体器件物理基础
第七章 半导体器件物理基础
P-n结 金属-半导体接触
7.1 P-n结
单向导电性
同种材料形成的P-n结 -同质结 p −n Ge −Ge
p −n Si − Si
不同种材料形成的P-n结 -异质结 p −n G e − Si
p −n G A −G P
一.平衡P-n结 a s a
(一) P-n结的杂质分布
合金法 离子注入法
扩散法 外延生长法
1.突变结 在结处杂质分布突然变化
x x N ( x ) N
j A
x x N ( x ) N
j D
2.缓变结 在结处杂质分布随距离变化
x x N N
j A D
x x N N
j A D
(二) p-n结的空间电荷区
1.空间电荷区
载流子浓度不均匀而产生的扩散
2.自建场 从n区指向p区
平衡时,扩散运动=漂移运动
空间电荷区和自建场一定
P -n结处于平衡态
(三)能带图
1.载流子的扩散是由于两区费米能级不一致所引起的
E E
2.平衡p-n结,具有统一的费米能级 F n F p
×
3.能带弯曲的原因
自建场ε 从n区 → p区
电势 V(x) 从n区到 p区 ↓
电势能-qV(x)从n区到 p区 ↑
(四) p-n结的接触电势差
接触电势差
V
-p区和n区电势之差 D
势垒高度 qVD
qV E −E
D Fn Fp
势垒区 空间电荷区 结区 同为一区域
V
D 与哪些因素有关?
−(E −E )/k T
n区平衡电子浓度 n
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