半导体特性PN结小结教程.pptVIP

六、非平衡载流子 什么是非平衡载流子的寿命？ 非平衡载流子的平均生存时间称为非平衡载流子的寿命，用τ表示。非平衡载流子的寿命通常指少数载流子的寿命。 当t=τ，则Δp(t)=(Δp)0/e 寿命标志着非平衡载流子浓度减小到原来数值的1/e所经历的时间。 锗比硅容易获得较高（高或低）的寿命 τ很大程度上反映了晶格的完整性，是衡量材料质量的一个重要标志 ，故常被称作“结构灵敏”的参数。 六、非平衡载流子 非平衡载流子寿命的检测方法？ ①直流光电导衰减法；②高频光电导衰减法； ③光磁电法；④扩散长度法；⑤双脉冲法；⑥漂移法。 影响非平衡载流子寿命的因素？ 材料的种类 杂质的含量（特别是深能级杂质） 缺陷的密度 表面状态 外部条件（外界气氛） 什么是直接复合？什么是间接复合？ 六、非平衡载流子 ①直接复合，即电子在价带和导带之间的直接跃迁，引起电子和空穴的直接复合； ②间接复合，即非平衡载流子通过复合中心的复合。 根据复合发生的位置，又可以将它分为体内复合和表面复合，表面复合属于间接复合。 就能量传递的方式来讲，俄歇复合是能量以声子方式传递。 六、非平衡载流子 在小禁带的半导体中，直接复合占优势。 一般来说，禁带宽度越小，直接复合的几率越大。寿命与多数载流子浓度成反比，或者说，半导体电导率越高，寿命就越短。 硅和锗的寿命主要是由间接复合决定的。 能促进复合过程的杂质和缺陷称为复合中心。非平衡载流子寿命与复合中心浓度成反比。 第 2 章 P-N结 1 PN结及其能带图 了解PN结的形成及其制作方法，杂质分布，熟悉PN结的能带图特点。 2 平衡PN结 了解平衡PN结的形成过程，空间电荷区、势垒区、耗尽层的概念，接触电势差，熟悉平衡PN结的特点，载流子浓度与势垒宽度的关系。 3 PN结的直流特性 掌握非平衡PN结外加正/反向电压时的特点， 掌握PN结的伏安特性（单相导电性）；了解理想PN结的条件，表面对漏电流的影响，影响PN结伏安特性偏离理想方程的各种因素。 4 PN结电容 了解分类及特点，掌握施、受主杂质及其能级的概念。 5 PN结击穿 了解分类及产生的机理，影响雪崩击穿的因素； 熟悉雪崩击穿和隧道击穿的区别。 ● —— 本章重点 一、PN结及其能带图 PN结的形成。 在一块N型(或P型)半导体单晶上，用适当的工艺把P型（或N 型）杂质掺入其中，使这块半导体单晶的不同区域分别具有N型和P型的导电类型，在两者的交界面处就形成了P-N结。 按制作PN结的半导体单晶材料不同可分类为： 用同一种半导体材料制成的PN结叫同质结。 由禁带宽度不同的两种半导体材料制成的PN结叫异质结。 按PN结中杂质分布的情况不同可分类为： 突变结:在交界面处，杂质浓度从NA（P区）突变为ND（N区）。 缓变结:杂质浓度从P区到N区是逐渐变化的。 一、PN结及其能带图 合金法、扩散法、离子注入法和外延生长法等。制造异质结通常采用外延生长法。 PN结的制作方法。 合金结和高表面浓度的浅扩散结一般可认为是突变结，而低表面浓度的深扩散结一般可认为是线性缓变结。 内建电场的方向是从N区指向P区。 PN结的能带图特点。 当两块半导体结合形成P-N结时，EFn不断下移，而EFp不断上移，直至EFn=EFp。 P-N结中有统一的费米能级EF，P-N结处于平衡状态。 P区的电势能比N区的电势能高qVD（高或低多少） 一、PN结及其能带图 对于P区空穴离开后，留下了不可移动的带负电荷的电离受主，这些电离受主没有正电荷与之保持电中性，因此，在P-N结附近P区一侧出现了一个负电荷区； 同理，在P-N结附近N区一侧出现了由电离施主构成的一个正电荷区，通常把在P-N结附近的这些电离施主和电离受主所带电荷称为空间电荷，它们所存在的区域称为空间电荷区。 空间电荷区的概念。 耗尽层的概念。 室温附近，空间电荷区的载流子浓度比起N区和P区的多数载流子浓度小得多，好像已经耗尽了，所以通常也称空间区为耗尽层。 在P-N结的空间电荷区中能带发生弯曲，电子从势能低的N区向势能高的P区运动时，必须克服这一势能“高坡”，才能达到P区；同理，空穴也必须克服这一势能“高坡”，才能从P区到达N区。这一势能“高坡”通常称为P-N结的势垒，故空间电荷区也叫势垒区。 势垒区的概念。 二、平衡PN结 平衡PN结的特点。 一定宽度和势垒高度的势垒区； 内建电场恒定； 净电流为零； 费米能级处处相等。 什么是接触电势差? P区导带和价带的能量比N区的高qVD。 接触电势差VD就是P型和N型半导体中原先费米能级之差。 势垒区中能带变化趋势与电势变化趋势相反