Гетеропереходы
РАЗНОВИДНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДОВ
Гетеропереход образуется двумя полупроводниками, различающимися шириной
запрещенной зоны. Параметры кристаллических решеток полупроводников,
составляющих гетеропереход, должны быть близки, что ограничивает выбор
материалов. В настоящее время наиболее исследованными являются пары:
германий-арсенид галлия, арсенид галлия-мышьяковидный индий, германий-
кремний. Различают n-p и p-n гетеропереходы (на первое место ставится буква,
обозначающая тип электропроводности полупроводника с более узкой запрещенной
зоной). На основе гетеропереходов возможно также создание структур n-n и p-
p.
Рисунок 1.16 Упрощенная энергетическая диаграмма p-n гетероперехода в
равновесном состоянии.
На рисунке 1.16 приведена упрощенная энергетическая диаграмма n-p перехода
между арсенидом галлия р-типа (DWP = 1,5 эВ) и германием n-типа (DW
n = 0,67 эВ) в состоянии равновесия (U = 0). При контакте полупроводников
происходит перераспределение носителей зарядов, приводящее к выравниванию
уровней Ферми p- и n-областей и возникновению энергетического барьера для
электронов n-области q×Ukn и. для дырок p-области q×U
кp, причем Uкn > Uкp
.
Рисунок 1.17 Упрощенная энергетическая диаграмма p-n гетероперехода,
включенного в прямом состоянии.
В состоянии равновесия ток через n-p переход равен нулю. Поскольку
потенциальные барьеры для дырок и электронов различны, при приложении к
гетеропереходу прямого напряжения смещения он обеспечит эффективную инжекцию
дырок из полупроводника с большей шириной запрещенной зоны (рис. 1.17).