Электронно-дырочный переход. Классификация переходов. Область пространственного заряда (ОПЗ). Гетеропереходы

Электронно-дырочный переход (или p-n переход) – контакт двух полупроводников с различным типом электропроводности (p и n).

Классификация переходов:

p-n переходы классифицируются по степени легирования p и n областей и по профилю легирования в области контакта:

1.Если концентрация легирующих примесей в областях p и n одинакова (Nа=Nд), то переход называется симметричным.

2.Если же Nа>Nд или Nа<Nд, то такой переход – несимметричный.

3.Если концентрация легирующих примесей в области контакта меняется скачкообразно, то такой переход называется резким (ступенчатым)

4.Если имеет место плавное изменение концентрации в области контакта, то такой переход называется плавным

При контакте p и n примесных п/п возникает диффузионное движение носителей заряда (электронов из n-области и дырок из p-области). Электроны, уходя из n-области оставляют за собой нескомпенсированный положительный заряд ионов донорной примеси, в свою очередь дырки оставляют отрицательный заряд ионов акцепторной примеси. В результате в приконтактной области возникает обьемный или пространственный заряд неподвижных ионов примеси. Т.е. возникает область с малой концентрацией носителей заряда – Область Пространственного Заряда (ОПЗ). Т.к. ОПЗ имеет малую концентрацию свободных носителей заряда, то ее сопротивление по сравнению с другими n и p областями ВЕЛИКО!

Гетеропереходы – называют контакт 2-х различных видов полупроводниковс различными типами электропроводимости.

Поскольку в гетеропереходах используются разные материалы, необходимо, чтобы у них с высокой точностью (менее 1%) совпадали 2 параметра: температурный коэффициент рассеивания (Тк_р) и параметр кристаллической решётки.

С учётом этого кол-во материалов, для гетеропереходов, ограничено.

Наиболее распространены: Ge; GaAs; InP; AlAs. Обратить внимание, что в основном используются элементы из III и V групп, при х ≤ 0.8

Зависимости от ширины №№ (Eg), электронного сродства χ и типа легирования (узкозонной и широкозонной) областей гетероперехода, возможны комбинации энергетических диаграмм с 3мя комбинациями перекрытия ЗЗ.

Для электронов высота потенциального барьера понизится незначительно. Таким образом, даже при условии одинаковой степени легирования p и n областей, инжекция будет носить односторонний характер.

Инжектироваться будут только дырки: