第三章半导体异质结课件.pptVIP

思考题 试分析高势垒尖峰异质结的反向I-V特性。 为什么HBT的频率特性比BJT好？ 第二次课堂作业 1）为什么要求异质结的晶格匹配？如何能够实现异质结的晶格匹配？ 2）若异质结的晶格不匹配，采用什么方法能够保证异质结界面处不产生缺陷（悬挂键）？ 3）应变外延层厚度与什么有关？ 3.3 量子阱与二维电子气 3.3.2 双异质结间的单量子阱结构 2、价带量子阱中的空穴能态 （1）二维空穴气：2DHG （2）量子阱中的空穴能态 第三章 半导体异质结 异质结及其能带图 异质结的电学特性 量子阱与二维电子气 多量子阱与超晶格 半导体应变异质结 3.4 多量子阱与超晶格 超晶格：几种成分或掺杂类型不同的超薄层周期性地重叠， 构成一种特殊的人工晶体。 超晶格周期：重叠周期，小于电子的平均自由程,可人工控制 超薄层厚度：足够薄(与电子的波长相当),使相邻势阱的电子 波函数重叠。 周期性势场：1)各薄层的晶格周期性势场；2）超晶格的周期 性势场。 (a)单量子阱 (b)多量子阱 (c)超晶格 3.4 多量子阱与超晶格 多量子阱（a）和超晶格（b）中电子的波函数 3.4 多量子阱与超晶格 3.4.1 复合超晶格 1、Ⅰ型超晶格 3.4 多量子阱与超晶格 3.4.1 复合超晶格 1、Ⅰ型超晶格 3.4 多量子阱与超晶格 3.4.1 复合超晶格 2、 Ⅱ型超晶格 3.4 多量子阱与超晶格 3.4.2 掺杂超晶格 n-GaAs/p-GaAs体系 第三章 半导体异质结 异质结及其能带图 异质结的电学特性 量子阱与二维电子气 多量子阱与超晶格 半导体应变异质结 * 化合物半导体器件 化合物半导体器件Compound Semiconductor Devices微电子学院戴显英2013.9.3 第三章 半导体异质结 异质结及其能带图 异质结的电学特性 量子阱与二维电子气 多量子阱与超晶格 半导体应变异质结 3.1 异质结及其能带图 3.1.1 异质结的形成 图3.1 III-V族和II-VI族化合物 半导体的禁带宽度和晶格常数 1）异质结 2）异质结形成的工艺 3）异质结的类型 4）异质结形成的关键 5）晶格失配 3.1 异质结及其能带图 图3.3 晶格失配形成位错缺陷 6）单位面积的悬挂键数 图3.2 （张）应变Si示意图 3.1 异质结及其能带图 图3.4 半导体能带边沿图 图3.5 孤立的n型和p型半导体能带图 3.1.2 异质结的能带图 3.1 异质结及其能带图 3.1.2 异质结的能带图 图3.6 形成异质结之前(a)和之后(b)的平衡能带图 （以突变异质结为例） (a) (b) 1)突变反型异质结能带图 1、不考虑界面态时的能带图（理想状态） 3.1 异质结及其能带图 热平衡下的能带图（p-GaAs/N-AlGaAs） 图3.8 同质pn结平衡能带图 图3.7 异质结pn平衡能带图 3.1 异质结及其能带图 热平衡下的能带图 图3.9突变反型np异质结平衡能带图 3.1 异质结及其能带图 Anderson定则（模型）： 异质结平衡能带的特点： ①能带发生弯曲 ② 能带在界面处不连续，有突变。 ①ΔEC=χ1-χ2 ②ΔEV=(Eg2-Eg1)-(χ1-χ2) = ΔEg- Δχ ③ΔEC+ΔEV = ΔEg 异质结能带的新要点 （特征）： 图3.10 Anderson模型的ΔEC- Δχ关系 3.1 异质结及其能带图 3.1.2 异质结的能带图 2)突变同型异质结能带图 3.11 突变同型nn异质结平衡能带图 界面处：一侧形成耗尽层，一侧形成电子（空穴）积累层 3.1 异质结及其能带图 3.1.2 异质结的能带图 2)突变同型异质结能带图 3.12 突变同型pp异质结平衡能带图 3.1 异质结及其能带图 2、考虑界面态时的能带图 1）界面态 2）界面态密度ΔNS 3.1.2 异质结的能带图 3.1 异质结及其能带图 2、考虑界面态时的能带图 3）降低界面态 4）界面态的类型 5）巴丁极限 3.1 异质结及其能带图 2、考虑界面态时的能带图 6）考虑界面态影响的异质结能带示意图 3.1 异质结及其能带图 3、渐变异质结能带图 1）渐变的物理含义 3.1.2 异质结的能带图 2）渐变异质结的近似分析：能带的叠加 3）渐变能级 3.1 异质结及其能带图 1、势垒区宽度XD 3.1.3 突变反型异质结的接触势垒差及势垒区宽度 2、接触电势差VD 3、外加电压V 4、np突变异质结 （以pn异质结为例） 与