文档介绍：第五章半导体界面及接触现象-pn结
半—半接触
pn结被称为是“半导体器件的心脏”
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固体物理
量子力学
统计物理
能带理论
平衡半导体
载流子输运
非平衡半导体
pn结
MS结
异质结
双极晶体管
pn结二极管
肖特基二极管
欧姆接触
JFET、
MESFET、
MOSFET、
HEMT
从物理到器件
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根据PN结的材料、掺杂分布、几何结构和偏置条件的不同,利用其基本特性可以制造多种功能的晶体二极管。如利用PN结单向导电性可以制作整流二极管、检波二极管和开关二极管,利用击穿特性制作稳压二极管和雪崩二极管;
利用高掺杂PN结隧道效应制作隧道二极管;利用结电容随外电压变化效应制作变容二极管。使半导体的光电效应与PN结相结合还可以制作多种光电器件。如利用前向偏置异质结的载流子注入与复合可以制造半导体激光二极管与半导体发光二极管;
利用光辐射对PN结反向电流的调制作用可以制成光电探测器;利用光生伏特效应可制成太阳电池。此外,利用两个PN结之间的相互作用可以产生放大,振荡等多种电子功能。PN结是构成双极型晶体管和场效应晶体管的核心,是现代电子技术的基础。
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晶体二极管实际上就是一个pn结,三极管是两个靠得很近,背靠背的pn结组成;结型场效应管(如mos管)也是移用pn结的特性工作。      半导体集成电路中,还利用了pn结的有关特性制成了电路中的电阻、电容以及实现电路元器件间的隔离,从而使大规模集成电路的制作成为可能
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一、p-n结的形成和杂质分布
p 型半导体和 n 型半导体结合在一起,在交界面处其杂质分布不均匀,形成 pn 结。
pn结利用控制杂质分布的工艺方法来实现
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用合金法制备的p-n结一般为突变结;
x
N
NA
ND
突变结的杂质分布
xj
P+n结
p
n
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用扩散法制备的p-n结一般为缓变结,杂质浓度逐渐变化。
0
x
N(x)
NA(x)
ND
xj
扩散结
杂质分布由扩散过
程和杂质补偿决定
p
n
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线性缓变结:在扩散结中,杂质分布可用
x=xj 处的切线近似表示。
x
xj
ND-NA
线性缓变结近似
扩散结的杂质分布
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但对高表面浓度的浅扩散结,用突变结近似
0
x
NA
ND
N(x)
突变结近似
扩散结的杂质分布
xj
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{
突变结
缓变结
pn结
{
合金结
高表面浓度的浅扩散结
(p+n或n+p)
根据杂质分布
低表面浓度的深扩散结
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