本文讨论的角色半导体pn结的耗尽区和掺杂浓度在耗尽宽度的影响。
图片来源:zizou7 / Shutterstock.com
半导体PN结的耗尽区
pn结是一个接口或p型和n型半导体材料之间的界限在单个半导体晶体。亚博网站下载的积极影响(p)包含多余的孔,而消极的(n)的一面包含多余的电子电中性原子的外层,只允许单向流动的电流通过pn结。
在半导体pn结形成通过掺杂物的扩散、离子注入、外延。外延涉及种植crystal-doped层与一个掺杂剂类型的crystal-doped层另一种掺杂剂类型。
离子注入或一种杂质扩散到背景相反类型的杂质会导致大部分的施主杂质在一个地区和受主杂质离子在其他地区。
在整个pn结由于电荷载体扩散结大载体浓度梯度,洞从p-side扩散到n边结,留下带负电荷的受主离子,当电子从p-side n边扩散,只留下离子带正电的捐赠者。
随后,形成空间电荷由于带负电荷的p型地区受主离子和带正电的捐赠者离子n型地区附近的结。
势垒/区别是发达的空间电荷区域导致电场的创建,这可以防止进一步扩散的运营商在结。因此,航空公司的净流动变成了零,静电平衡状态实现pn结。
结的双方的空间电荷区域被称为耗尽区/过渡区由于缺少自由电荷载体。耗尽宽度的总和耗尽区边界p区一侧n-region一边。
损耗之外的区域宽度两岸的连接称为quasi-neutral地区大部分地区/电阻地区多数载流子分布在这个区域不明显不同于杂质分布。
掺杂浓度对损耗的影响宽度
耗尽区宽度两边的pn结反向随掺杂剂浓度。因此,耗尽宽度减少当掺杂剂浓度更高的掺杂剂浓度较低时,增加。
在单边连接步,掺杂剂浓度的一侧连接比另一边仍然高得多。因此,耗尽宽度在片面的步骤连接完全扩展到lighter-doped一边。
轻掺杂半导体,n边填补漏洞的自由电子在原子p-side跨越的结之前重组n边正离子由于一个非常缓慢的重组率。因此,原子在p-side变成负离子通过获得一个额外的电子。
同样,洞从十字架p-side也结并占领的地方电子结合,在n边p-side负离子。因此n边变成正离子的原子失去电子。
机制逐步增加负离子p-side和正离子n边,从而增加的宽度随时间耗尽区轻掺杂半导体。
研究在半导体PN结的耗尽区
氮化镓(GaN)是一种宽禁带半导体的制造中使用节能的白色发光二极管和电力电子器件。在发表的一项研究应用物理杂志,研究人员决定的影响深受体/镁(Mg)氮化镓半导体的能带弯曲损耗区域内。
具体来说,损耗/过渡区宽度从空间电荷分离移动孔的边缘被彻底调查。深层的本质Mg受体可以显著影响高速GaN-based双相设备的性能。
讨论了高频调制的耗尽区,和大信号情况。计算结果与实验频率相关电容测量进行化学计量GaN小信号情况下的样本。
结果表明,耗尽区形式相似的情况下材料掺杂深陷阱和浅掺杂物。色散效应归因于所需的时间为掺杂剂/ Mg受体改变电离状态。
然而,分散的程度很难计算在大信号高频调制。色散效应小信号电容是用来描述耗尽区。减少掺杂剂/ Mg受体密度观察附近的pn结由于记忆效应在有机化学汽相淀积甘化学计量的增长。
更多的从AZoM:掺杂影响半导体的导电率如何?
引用和进一步阅读
Arora, n (1993年)。审查的基本半导体pn结理论。:MOSFET VLSI电路仿真的模型。计算微电子。https://doi.org/10.1007/978 - 3 - 7091 - 9247 - 4 - _2
Kozodoy, P。、Denbaars s P。Mishra,英国. .(2000年)。耗尽区甘在化学计量的影响。应用物理杂志。87年,770 - 775。https://www.researchgate.net/publication/234904996_Depletion_region_effects_in_Mg-doped_GaN
赛,希尔森事前提出c (1979年)。半导体(第二版)。物理公告528年,30日。https://iop亚博老虎机网登录science.iop.org/article/10.1088/0031-9112/30/12/049/meta
免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。