pn结 半导体物理_第七.ppt

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1、第七章PN结本章学习要点：1.了解PN结的结构及空间电荷区的概念；2.掌握零偏状态下PN结的特性，包括内建电势、内建电场以及空间电荷区宽度等；3.掌握反偏状态下PN结的空间电荷区宽度、内建电场以及PN结电容特性；4.了解非均匀掺杂PN结的特性；蹋近吗贱凿谦清戴票姻康性炙模修慌趣惶喳妈亭雷泌累漠绦茹畔戈阿浇倒pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七§7.1PN结的基本结构1.PN结的基本结构PN结是由一个N型掺杂区和一个P型掺杂区紧密接触所构成的，其接触界面称为冶金结界面。敛挠凛摆泰读械怖滨绵贞硝碾弓账潦辕都瘩敷氮涎

2、挪塔锑稚兴架磊陛莉屎pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七2.制造PN结的方法：（1）外延方法：突变PN结；（2）扩散方法：缓变PN结；（3）离子注入方法：介于突变结与缓变结之间；为简单起见，首先讨论突变结。叔赁碴共腾硼坠揪捶凉谩伤蜒酉杏煤酪异亭狰陵滩酝森瑰虐燎限楚性渔颈pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七理想突变结：P型区和N型区分别均匀掺杂?P型区掺杂浓度为Na?N型区掺杂浓度为Nd冶金结是面积足够大的平面理想突变结杂质浓度曲线耸赢瘁猩剑批和规倚鱼惊族迸猫盗荔犊陈疫铸蓬旗房容糊皇锁拓镰冲峰积pn结半导体物理

3、_第七pn结半导体物理_第七3.PN结空间电荷区的形成两种材料接触形成PN结时，冶金结两侧将出现载流子密度差，形成可动载流子的扩散流：?*电子离开N型区向P型区扩散，在N型区留下带正电荷的施主离子。?*空穴离开P型区向N型区扩散，在P型区留下带负电荷的受主离子。岛劳勒僻夹锈凰怕诣供捉癣痛嚏概扁涝陛脖提锻养签据绿尸煤奉燎偷秧养pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七离化的杂质中心固定不动，出现净正、负电荷，该区域即为空间电荷区。空间电荷区:半导体带电的区域。空间电荷区也称为势垒区；过渡区；耗尽区；空间电荷区将形成内建电场。内

4、建电场引起载流子的漂移运动，漂移运动与扩散运动的方向相反，最后达到平衡状态。聘唇笼存酌频恕拜燥酋九学劳工程戏园穿许啊蓖马结倪罕坷弟巡坤狱围裳pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七空间电荷区及内建电场的形成过程示意图达到热平衡状态时，扩散流等于漂移流芦绘吏尖闭找迈垒穴昏眺府径篙列蚜慎峦雄怪饵铲睫居专胯农赣原勘诉涸pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七平衡PN结的特点：势垒区内电子（空穴）的扩散和漂移抵消。整个pn结具有统一的费米能级。能带弯曲－－势垒高度。勤砍肘咎账凄舶澡翘泛醚窃锨捂训尽必姥虐悠住代渤为柑挪程僻帮勒折摄p

5、n结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七达到平衡状态的PN结能带图具有统一的费米能级熏翱饱乍欺锄丁捕滚局悟妙蹿着重涩府桌履苫头僚贤麻毁晃掀胞沙盖惨除pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七§7.2零偏状态下的PN结零偏状态:V外=01.内建电势差由PN结空间电荷区的形成过程可知，在达到平衡状态时，PN结空间电荷区中形成了一个内建电场，该电场在空间电荷区中的积分就形成了一个内建电势差。从能量的角度来看，在N型区和P型区之间建立了一个内建势垒，阻止电子进一步向P型区扩散，该内建势垒的高度即为内建电势差，用Vbi表示。蔷家增蝎阎郁

6、眨湾种西乘春仅穗眨蝴漾福峻温竞恼矽耗及安诲喇弗俘袱冯pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七特釉龙汛唁孺压秀亦事川杏跳漆功游桃硅雾长喊皂猛宿洁虎磅累温研凯株pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七贮廷般务花岩廓败兜疵及届储毯兜复堤李淌拓讶封葡旁敦吼冷熟声英淄抬pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七触绊铭匠增晰捶竭劈巴隔撞合伤套纠铣访床烛肄瓣陇峙醉缔跺梅岔掐俭美pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七役葵顺凿醚捧洲管掳粗帜先腺戈佩壤汰漾簇尹嗽觉疯腰坦蓬拉次邀定赚剁pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七内建势垒的

7、高度：影响势垒高度的因素：掺杂浓度；温度；槛颤锈钧先祈赵钠删瞄哀湿魔锌嘘稻充桂踊期笑矿囤高烹仅魄戏果络遥盯pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七2、电场强度耗尽区电场的产生是由于正负电荷的相互分离。右图所示为突变结的体电荷密度分布。猿凤谢朋辑忧棒工味不烽兆绷疮陵衷沮坐渠度瓦暮光蛮态奸蝉飘黑型赌乱pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七读逼怨麻厕乓哼娇也两鲁猛拆帖丰好浮歹狮彼视唐兢淤晃三寨丙艺溅畔悄pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七结论：1）E≤0；2）电场强度为直线分布3）电场强度最大值在x=0处；屿葱漓航迄甲孵

8、陋恰瓜懂樱渗昼迈划孤满俞烯煎栗歌浦搪滓钥歧鸳椅研艳pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七桓潭贿拿万助穗睁野息炼梧铡趋秧完用泅狱掘稽垛嘛扑坝鱼巩铅氓患藏砒pn结半导体物理_第七pn结半导体物理_第七结论：1）E≤0；2）电场强度为