文档介绍：第九章半导体异质结构
异质结:两种不同的半导体单晶材料组成的结
内容
异质结的能带结构
异质pn结的电流电压特性
异质pn结的注入特性
半导体异质结量子阱结构
半导体异质结及其能带图
根据半导体单晶材料的导电类型
异质结
{
反型异质结:导电类型相反
同型异质结:导电类型相同
反型:p-nGe-GaAs 或(p)Ge-(n)GaAs,
n-pGe-GaAs 或(n)Ge-(p)GaAs,
p-nGe-Si, p-nSi-GaAs, p-nSi-ZnS,
p-nGaAs-GaP, n-pGe-GaAs 等
半导体异质结的能带图
同型:n-nGe-GaAs 或(n)Ge-(n)GaAs,
p-pGe-GaAs 或(p)Ge-(p)GaAs,
n-nGe-Si, n-nSi-GaAs, n-nGaAs-ZnSe,
p-pSi-GaP, p-pPbS-Ge 等
禁带宽度较小的半导体材料写在前面
异质结也可分为突变异质结和缓变异质结
突变异质结:从一种半导体材料向另一种半
导体材料的过渡只发生于几个
原子距离范围内。
缓变异质结:从一种半导体材料向另一种半
导体材料的过渡发生在几个
扩散长度范围内。
1. 不考虑界面态时的能带图
电子亲和能
禁带宽度
功函数
}
决定异质结的能带图
(1)突变反型异质结能带图
形成突变pn异质结前的平衡能带图
真空能级
EV2
EC2
EF2
Eg2
W2
n2
EV
n1
EC
Eg1
EV1
EC1
EF1
形成异质结前
p型半导体的费米能级的位置
n型半导体的费米能级的位置
形成异质结后,平衡时,有统一的费米能级
形成突变pn异质结后的平衡能带图
x1
x0
x2
EV
2
qVD2
EC
突变反型异质结平衡时
统一的费米能级
界面两边形成空间电荷区,正=负
内建电场,在界面处不连续
空间电荷区的能带发生弯曲,不连续
两边均为耗尽层
能带总的弯曲量
VD 称为接触电势差(内建电势差、扩散电势)
VD1: p型半导体的内建电势差
VD2: n型半导体的内建电势差
qVD1: n型半导体的导带底或价带顶的弯曲量
qVD2: p型半导体的导带底或价带顶的弯曲量
导带底在交界面处的突变
价带顶在交界面处的突变
EC 导带阶
EV 价带阶