《半导体光电子学课件》下集2.1 异质结及其能带图
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Hale Waihona Puke Baidu
x1
Ec1
1
VDP
F
Ev1
xp
内建电场
VD VDP VDN
Ec
Ev xn
Eg1 Eg2
VDN
x1 x2
Ec2 1 2
Ev 2
x1 Eg1 x2 Eg 2
④ p-n结 p- n: n型和p型样占接触在一起p- n结。 n区电子向p区扩散→n区剩下电离施主，形成带 正电荷区。 p区孔穴向n区扩散→p区剩下电离受主，形成带 负电荷区。
p
n
+
-+
-
-+
势扩中 垒散性
区区区
一.pN异型异质结
由电子型半导体中电离施主和空穴型半 导体受主组成。
Ec x1 x2
Ev
(E g2
x2 ) (Eg1
x1 )
Eg x Eg Ec
二.突变同型异质结
❖ nN , pP
1.同型异质结由多数载流子相互扩散形成空间电荷区
2.同型异质结性质由多数载流子决定
第二章 异质结
§2 – 1 异质结及其能带图
①异质结:两种禁带宽度不同的半导体材料，通过一定 的生长方法所形成的结。
②分 类
按电荷分布 按掺杂类型
突变结
缓变结 同型异质结 p-P,n-N
异型异质结 p-N,n-P
③ 能带图 界面上静电场是不连续的；功函数Φ；电子
亲和势X 电子势能增加方向
真空能级
3.同型异质结材料费米能级有差别 → 扩散
4. Eg: X: Φ:
不同， 能带不同
F:
x1
Ec1
Ev1
1
Ec Eg1
Ev
-+
x1 x2 1 2 x1 Eg1 x2 Eg 2
1
2 Ec2
-+
F
+
Ev
Ev 2
形成结后能带
三.缓变异质结
1.能带不连续性小时，尖峰、尖谷淡化
2.在外加电场作用下，缓变结与突变结有相同的性
加正向偏压 v f 时，外加电场与内建电场方
向相反，空间电荷相应减少，势垒区宽度减少， 扩散运动超过了漂移运动 qvD q(vD v f ) ， 载流子扩散运动超过了漂移运动→成为正向电流。
→n 区电子进入p区成为p区非平衡少数载流子。 →非平衡少数载流子的电注入。
扩散过程中与多子相遇而不断复合→一个扩散长度 后复合完毕。
质，Ec
、Ev
和
E
有一定的关系
g
x1
Ec1
1
VDP
F
Ev1
xp
内建电场
VD VDP VDN
Ec
Ev xn
Eg1 Eg2
VDN
x1 x2
Ec2 1 2
Ev 2
x1 Eg1 x2 Eg 2
④ p-n结 p- n: n型和p型样占接触在一起p- n结。 n区电子向p区扩散→n区剩下电离施主，形成带 正电荷区。 p区孔穴向n区扩散→p区剩下电离受主，形成带 负电荷区。
p
n
+
-+
-
-+
势扩中 垒散性
区区区
一.pN异型异质结
由电子型半导体中电离施主和空穴型半 导体受主组成。
Ec x1 x2
Ev
(E g2
x2 ) (Eg1
x1 )
Eg x Eg Ec
二.突变同型异质结
❖ nN , pP
1.同型异质结由多数载流子相互扩散形成空间电荷区
2.同型异质结性质由多数载流子决定
第二章 异质结
§2 – 1 异质结及其能带图
①异质结:两种禁带宽度不同的半导体材料，通过一定 的生长方法所形成的结。
②分 类
按电荷分布 按掺杂类型
突变结
缓变结 同型异质结 p-P,n-N
异型异质结 p-N,n-P
③ 能带图 界面上静电场是不连续的；功函数Φ；电子
亲和势X 电子势能增加方向
真空能级
3.同型异质结材料费米能级有差别 → 扩散
4. Eg: X: Φ:
不同， 能带不同
F:
x1
Ec1
Ev1
1
Ec Eg1
Ev
-+
x1 x2 1 2 x1 Eg1 x2 Eg 2
1
2 Ec2
-+
F
+
Ev
Ev 2
形成结后能带
三.缓变异质结
1.能带不连续性小时，尖峰、尖谷淡化
2.在外加电场作用下，缓变结与突变结有相同的性
加正向偏压 v f 时，外加电场与内建电场方
向相反，空间电荷相应减少，势垒区宽度减少， 扩散运动超过了漂移运动 qvD q(vD v f ) ， 载流子扩散运动超过了漂移运动→成为正向电流。
→n 区电子进入p区成为p区非平衡少数载流子。 →非平衡少数载流子的电注入。
扩散过程中与多子相遇而不断复合→一个扩散长度 后复合完毕。
质，Ec
、Ev
和
E
有一定的关系
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