Эпитаксиальное наращивание

Выпрямительные свойства

 

 

Если к слоям полупроводника приложено внешнее напряжение так, что создаваемое им электрическое поле направлено противоположно существующему в переходе полю, то динамическое равновесие нарушается, и диффузионный ток преобладает над дрейфовым током, быстро нарастая с повышением напряжения. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называетсяпрямым смещением (на область p-типа подан положительный потенциал относительно области n-типа).

Если внешнее напряжение приложить так, чтобы созданное им поле было одного направления с полем в переходе, то это приведёт лишь к увеличению толщины слоёв пространственного заряда. Диффузионный ток уменьшится настолько, что преобладающим станет малый дрейфовый ток. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется обратным смещением, а протекающий при этом через переход суммарный ток, который определяется в основном тепловой или фотонной генерацией пар электрон-дырка, называется обратным током.

 

 

Мкость p-n перехода

 

 

Ёмкость p-n перехода — это ёмкости объемных зарядов накопленных в полупроводниках на p-n-переходе и за его пределами и зависящие от полярности и значения внешнего напряжения приложенного к переходу. Различают два вида ёмкостей p-n перехода: барьерная и диффузионная ёмкости^[3].

Барьерная ёмкость

Барьерная ёмкость- это ёмкость зависящая от величины потенциального барьера p-n перехода, равная ёмкости плоского конденсатора в котором за слой диэлектрика служит запирающий слой, а обкладками служат p и n области перехода. Соответственно барьерная ёмкость изменяет свою величину при изменении площади запирающего слоя.Возникает при подаче обратного напряжения(обратном смещении).

Диффузионная ёмкость

Диффузионная емкость обусловлена накоплением в области неосновных для неё носителей(электронов в p области и дырок в n области) при подаче прямого напряжения(прямом смещении). Диффузионная емкость увеличивается при росте прямого напряжения.

 

Методы формирования p-n перехода

 

 

Вплавление примесей

При вплавлении, монокристалл нагревают до температуры плавления примеси, после чего часть кристалла растворяется в расплаве примеси. При охлаждении происходит рекристализация монокристалла с материалом примеси.Такой переход называется сплавным переходом.

Диффузия примесей

Основная статья: фотолитография

В основе технологии получения диффузного перехода лежит метод фотолитографии. Для создания диффузного перехода на поверхность кристалла наносится фоторезистор(фоточувствительное вещество) которое полимеризуется засвечиванием. Неполимеризованные области смываются,производится травление пленкидиоксида кремния и в образовавшиеся окна производят диффузию примеси в пластину кремния. Такой переход называется планарным переходом

Эпитаксиальное наращивание

Сущность эпитаксиального наращивания состоит в разложении некоторых химических соединений с примесью легирующих веществ на кристалле. При разложении эти вещества образуют поверхностный слой,структура которого становится продолжением структуры исходного проводника. Такой переход называется эпитаксиальным переходом^[3].

 

13лаба

1)В чем заключается явление дифракции?

Дифракцией называется совокупность явлений,наблюдаемых при распространении света в среде с резкими неоднородностями (вблизи границ непрозрачных тел,сквозь малые отверстия)

2)Пояснить сущность принципа Гюйгенса-Френеля

Каждый элемент волнового фронта можно рассматривать как центр вторичного возмущения, порождающего вторичные сферические волны, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн.

 

 

3)Записать и пояснить условия максимумов и минимумов при дифракции на одной щели.

Дифракция Фраунгофера (или дифракция плоских световых волн, или дифракция в параллельных лучах) наблюдается в том случае, когда источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия, вызвавшего дифракцию.

Число зон Френеля укладывающихся на ширине щели, зависит от угла φ.

Условие минимума при дифракции Френеля:

Если число зон Френеля четное

или

то в т. Р наблюдается дифракционный минимум.

Условие максимума:

Если число зон Френеля нечетное

то наблюдается дифракционный максимум.

4)Записать и пояснить условия главных максимумов и минимумов при дифракции на решётке.

Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа N одинаковых по ширине и параллельных друг другу щелей, разделенных непрозрачными промежутками, также одинаковыми по ширине

b -ширина щели;

а - ширина непрозрачного участка;

d = a + b -период или постоянная решетки.

В направлениях, в которых наблюдается минимум для одной щели, будут минимумы и в случае N щелей, т.е. условие главных минимумов дифракционной решетки будет аналогично условию минимумов для щели:

(2)