第8章_2_清华大学半导体物理与器件.pdfVIP

§8.2 半导体异质结（Heterojunction ） 两种不同半导体材料构成的结 例如GaAs-Al Ga As ，Si-Ge Si x 1-x x 1-x 要求：两种材料的晶格要匹配。包括：晶格结构类似 （如GaAs和Al Ga As都是闪锌矿结构，Si-Ge Si 都是 x 1-x x 1-x 金刚石结构）；晶格常数尽量接近；热膨胀系数尽量接 近等。 怎样形成异质结？外延（MBE 、CBE等）、CVD等 异质结分类：同型异质结（N-n 、P-p ），异型异质结 （n-P ，p-N ）；突变异质结、缓变异质结等。 用途：半导体激光器、异质结双极晶体管(HBT)等。 1 8.2.1 异质结能带图 （两种材料的χ、E 、E 都可能不同） g F p-N结 接触前 热平衡 接触前、后ΔEC不变，界面处有“尖峰”； 接触前、后ΔEV 不变，界面处能带不连续； qV = qV + qV = W −W =E −E ; D D1 D2 1 2 F2 F1 空间电荷区宽度xD ，结两边都是耗尽层。 2 n-N结 接触前 热平衡 接触前、后ΔEC不变，界面处有“尖峰”； 接触前、后ΔEV 不变，界面处能带不连续； qV = qV + qV = W −W ； D D1 D2 1 2 空间电荷区宽度xD ，结的一边是耗尽层,一边是积累层 3 8.2.2 异质结势垒电容 分析方法与同质pn结相同。采用耗尽层近似，通过 求解泊松方程得到空间电荷区电场、电势、xD 、势垒 电容CD等。 N N ε ε (N +N ) 若令 N ∗ A D ε* sp sn A D s N A +N D ， ε N +ε N sp A sn D qN * x 2 * D 2εε V 则 V x 0 s D D ∗ D ∗ 2ε ε ， qN 0 反偏V ： R