第7章pn结2013-10讲述.ppt

第7章 pn 结 2014.10 常用的两种形成pn结的工艺 1、合金法 其特点是，n型区中的施主杂质浓度为Nd，而且均匀分布，p型区中的受主杂质浓度为Na,也是均匀分布，在交界面处，杂质浓度由Na （p型）突变为Nd （n型） pn结的形成 能带发生弯曲的原因 7.2零偏　　 7.2.3空间电荷区宽度 7.2零偏　　 7.2.3空间电荷区宽度 * * 第7章 pn 结 本章内容 7．1 pn结的基本结构 7．2零偏 7．3反偏 小结 * 2、扩散法(平面工艺） 它是在n型单晶硅片上，通过氧化、光刻、扩散等工艺制得的pn结，其杂质分布由扩散过程及杂质补偿决定。 其特点是，杂质浓度从p区到n区是逐渐变化的，通常称为缓变结。 7.1 pn结的基本结构 冶金结:P区和n区的交界面 突变结　突变结-均匀分布，交界处突变 * 7.1 pn结的基本结构 空间电荷区＝耗尽区（没有可自由移动的净电荷，高阻区） PN结的形成 * Space charge region 第7章 pn 结 本章内容 7．1 pn结的基本结构 7．2零偏 7．3反偏 小结 * 7.2 零 偏 7.2.1内建电势差 pn结能带图 * 当两块半导体结合成pn结时，按费米能级的意义，电子将从费米能级高的n区向费米能级低的p区，空穴则从p区流向n区，因而FFn不断下移，且EFp不断上移，直至时FFn = EFp为止；这时pn结中有统一的费米能级EF，pn结处于热平衡状态。 Vbi--pn结的内建电 势差或接触电势差； 电子电势能之差，即能 带弯曲量qVbi称为pn结的势垒高度。 7.2零 偏 7 .2.1内建电势差 * 思考：Vbi与哪些因素有关？ 7.2 零 偏　　　7.2.2电场强度 半导体内的电场由泊松方程确定： 电场表达式： 电荷密度 耗尽近似： * 7.2 零 偏　　 7.2.2电场强度 对n区和p区电场函数积分可得相应的电势表达式： * 7.2零偏　 7.2.3空间电荷区宽度 n区和p区的空间电荷区宽度： * 1、对单边突变结，内建电势差主要降落在轻掺杂的一侧； 2、大部分空间电荷区位于轻掺杂的一侧； 3、结两侧的空间电荷数量相同（符号相反）； 4、对单边突变结，空间电荷区的宽度W取决于轻掺杂一侧杂质的浓度。 讨论一 讨论二 为什么，能否定性解释？ 第7章 pn 结 本章内容 7．1 pn结的基本结构 7．2零偏 7．3反偏 小结 * 7.3 反 偏 7.3.1空间电荷区宽度与电场 反偏 与内建电场方向相同 EF不再统一 * 外加偏置电压VR（以P端相对于N端电压为定义方向) 正偏：P端接正； 反偏：P端接负。 n 7.3反偏 7.3.1空间电荷区宽度与电场 V=Vbi+VR * * * * *