Лекции7 (1055167)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.Э. БАУМАНАДисциплина:Физические основы электронных приборовМихайлов Валерий ПавловичЛекция № 10Физические процессы в полупроводниковыхструктурахПолупроводники–вещества,удельноеэлектрическоесопротивление которых лежит в диапазоне ρ =10-4.. 1010 Ом  см.У проводников (металлов) -ρ ≤ 10-4 Ом  см, у изоляторов(диэлектриков) ρ ≥ 1010 Омсм. Основные полупроводниковыематериалы – германий (Ge), кремний (Si), арсенид галлия (GaAs).Зонная теория твердых телСогласно квантово - механической теории твердого телаэлектроны в атоме не могут иметь произвольную энергию, аобладают строго определенными дискретными значениямиэнергии, т.

е. располагаются на определенных энергетическихуровнях.В твердом теле возникают зоны разрешенных значенийэнергии электронов (валентная зона и зона проводимости) изапрещенные зоны.Для идеального кристалла запрещенная зона – диапазонзначений энергии, которую не может иметь электрон в атоме.Валентная зона – зона энергетических уровней, полностьюзанятыхэлектронами.Зонапроводимости–зонаэнергетических уровней, не заполненных электронами.Зонные диаграммы материаловЕ  Ес  Еv- ширина запрещенной зоны,гдеEc - минимальная энергия электрона в зонепроводимости; Ev - максимальная энергия электрона ввалентной зоне.Различиемеханизмовэлектрическойпроводимостиметаллов и полупроводников проявляется в температурнойзависимости. Для металлов характерно повышение ρ приповышенииTза счет рассеяния энергии электронов натепловых колебаниях кристаллической решетки:T  0T0, где0при комнатной температуре (- удельное сопротивлениеT0  300K).Для полупроводников при повышении температурыудельное сопротивление снижается за счет возникновенияподвижных носителей заряда (электронов и дырок) врезультате теплового возбуждения, т.

е. электроны из валентнойзоны могут переходить в зону проводимости. Так, для чистыхполупроводников:  0e /Tгде β – постоянная положительная величина.Собственные и примесные полупроводникиПроводимость в полупроводниках создается не толькоэлектронамивзонепроводимости.Послепереходаэлектронов в зону проводимости в валентной зоне остаютсявакантные состояния, называемые «дырками», которые ведутсебя как положительно заряженные частицы. Такимобразом, в валентной зоне проводимость осуществляетсядырками.Зонные диаграммы полупроводникова) собственный полупроводник; б) полупроводник n-типа;в) полупроводник p-типаСобственный полупроводник – полупроводник вкотором подвижные носители заряда образуются только врезультате переноса электронов из валентной зоны в зонупроводимости. В этом случае концентрация электронов равнаконцентрации дырок (схема а).Примеснойполупроводник–полупроводник,содержащий примесные атомы, имеющие свои энергетическиеуровни (примесные уровни).Если такой уровень располагается вблизи дна зоныпроводимости, то электроны с него могут легко переходить вэту зону.

Полупроводник n-типа – полупроводник, у которогоподвижные электроны возникают вследствие их перехода спримесных уровней в зону проводимости (схема б). Уровни,поставляющие электроны в зону проводимости, называютдонорными.Если примесный уровень, не занятый электронами,расположен вблизи потолка валентной зоны, то электроны изэтой зоны могут легко перейти на этот уровень, образуя ввалентной зоне подвижные дырки. Полупроводник p-типа –полупроводник, у которого подвижные носители заряда –дырки образуются за счет захвата электронов примеснымиуровнями (схема в).

Уровни, захватывающие электроны игенерирующиедыркиввалентнойзоненазываютакцепторными.Кристаллические структуры «типа алмаза» и«типа цинковой обманки»Монокристаллические полупроводниковые материалы,используемые при изготовлении интегральных микросхем(ИМС), имеют кристаллическую решетку типа алмаза илицинковой обманки. В такой решетке каждый атом окруженчетырьмя соседними атомами, расположенными в вершинахтетраэдра. Валентную связь между парой соседних атомовобразуютдваэлектронасдвумяпротивоположноориентированными спинами.Для германия Ge и кремния Si (IV группы таблицыМенделеева) характерны решетки типа алмаза, т. е. в этихматериалах все валентные связи существуют только междуатомами одного элемента.Арсенид галлия GaAs (AIIIB V) обладает решеткойтипа цинковой обманки, т.

е. кристаллическая решеткаобразована атомами галлия – элемента III группы (A III), имышьяка – элемента V группы (B V).Кристаллы полупроводниковых материалов обладаютанизотропией,т.е.неоднородностьюмеханическихиэлектрофизических свойств в различных направлениях. ВтехнологиипроизводствакристаллографическихМиллера.ИМСплоскостейдляобозначенияиспользуютиндексыИндексы МиллераДлякубическихкристалловиндексыМиллерапредставляют собой три цифры, относящиеся к прямоугольнойсистеме координат.Кристаллографические оси, определяемые индексамиМиллера,перпендикулярнысоответствующимкристаллографическим плоскостям.Важнейшимпараметромкристаллическойрешеткиполупроводников является ее постоянная «а» – расстояниемежду двумя атомами, расположенными в соседних вершинахкуба.Основные кристаллографические плоскостикубической решетки.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций