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).