- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Неравновесные носители заряда в полупроводниках презентация
Содержание
- 1. Неравновесные носители заряда в полупроводниках
- 2. Факторы, создающие неравновесное состояние Неоднородный нагрев Освещение
- 3. Оптическая генерация носителей тока n' =
- 4. Скорость рекомбинации неравновесных носителей δ Время
- 5. Полная концентрация свободных электронов n'
- 6. We и Wh - квазиуровни Ферми для электронов и дырок
- 8. Уровень Ферми в собственном полупроводнике Wc Wv
- 9. Уровень Ферми в собственном полупроводнике в неравновесных условиях Wc Wv
- 10. Вид функции распределения fF-D
- 11. Вид функции распределения PW
- 12. Вид функции плотности состояний W
- 13. Распеделение электронов и дырок W
- 14. Спектры поглощения и фотопроводимости поглощение фотопроводимость
- 15. Спектры поглощения и фотопроводимости
- 16. Спектры поглощения и фотопроводимости 1
- 17. Спектры поглощения и фотопроводимости 1
- 18. Представление об экситоне
- 19. Спектр поглощения экситона Eg GaAs, 1,2 K n=1 n=2 n=3
- 20. Спектры поглощения и фотопроводимости 1
- 21. 1 λ
- 22. 1 5 λ
- 23. 1 5 λ 6
- 24. Движение носителей тока Диффузия – движение
- 25. УРАВНЕНИЕ НЕПРЕРЫВНОСТИ g – скорость
- 26. Первое и второе уравнения Фика: D – коэффициент диффузии (м2·с-1)
- 27. Соотношение Эйнштейна: При диффузии с коэффициентом De
- 28. время n n0 освещение nст
- 29. ПОДВИЖНОСТЬ μ = V / E; μ – подвижность см2/ В.с.
- 30. Рассеяние энергии носителей тока 1. Рассеяние на тепловых колебаниях решётки
- 31. ElП2 – квадрат смещения дна зоны
- 32. 2. Рассеяние на заряженных примесях (дефектах)
- 33. NП – концентрация рассеивающей примеси
- 34. Для вырожденных полупроводников
- 35. Правило аддитивности
- 36. 3. Рассеяние на нейтральных примесях и структурных
- 37. Зависимость подвижности электронов от температуры в InSb
- 38. Диффузия и дрейф неравновесных основных носителей в
- 44. Lэ
- 46. Диффузия и дрейф неосновных носителей тока p-тип Δn
- 47. Диффузионная длина LD - расстояние, на которое
- 48. При наложении эл.поля Е Если vДР
- 49. если скорости диффузии и дрейфа противоположно направлены,
- 50. Поверхностные явления Обрыв решетки – новые разрешенные уровни (поверхностные, уровни Тамма) N - тип
- 51. Поверхностные явления N - тип Wi
- 52. Поверхностные явления Wi - энергия середины запрещенной зоны
- 53. Поверхностные явления 1. Обеднение. На поверхности заряд
- 54. Электрические переходы
- 55. Электрические переходы Два полупроводника, одинаковой природы, но
- 56. Образование p-n перехода p-тип
- 57. n-тип p-тип WF n-тип
- 58. n-тип p-тип WF n-тип
- 59. n-тип p-тип WF n-тип
- 60. n-тип p-тип WF n-тип
- 61. Свойства p-n перехода n-тип p-тип WF d
- 62. ND=NA nn n - часть
- 63. ND>NA nn n+ - часть
- 64. Свойства p-n перехода n-тип p-тип WF d
- 67. Зависимость ϕк от уровня легирования областей p-n перехода (Si, Т=300 К) Wg ϕk, эВ
- 68. Зависимость ϕк от температуры ND·NA=1028 ND·NA=1032 ϕk, эВ
- 69. Свойства p-n перехода Прямое напряжение
- 70. Свойства p-n перехода Обратное напряжение
- 71. - + р n Барьерная ёмкость
- 72. ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
- 73. ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
- 74. - коэффициент инъекции для электронов
- 75. рp и nn - концентрации дырок
- 76. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА
- 77. ВИДЫ p-n ПЕРЕХОДА х ND-NA
- 78. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 1. При выращивании
- 79. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 1. Контакт с
- 80. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 1. Контакт с
- 81. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 1. Контакт с металлом Работа выхода электрона - А АМ>АП
- 82. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 1. Контакт
- 83. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА Омический контакт
- 84. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 1. Контакт с металлом
- 85. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 3. Сплавные
- 86. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 3. Сплавные
- 87. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 3. Сплавные Недостатки
- 88. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 4. Диффузионные
- 89. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 4. Диффузионные П\п пластина
- 90. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 4. Диффузионные Достоинства
- 91. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 4. Диффузионные С х
- 92. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 4. Диффузионные С
- 93. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 4. Планарная технология n n p p
- 94. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 4. Планарная технология
- 95. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 4. Планарная технология
- 96. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 4. Планарная технология P - Si SiO2
- 97. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 4. Планарная технология
- 98. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 5. Эпитаксиальные пленки
- 99. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА 6. Элинонная технология
Факторы, создающие неравновесное состояние Неоднородный нагрев Освещение Механические напряжения Корпускулярные потоки Электрические поля большой напряженности Инжекция носителей тока
Слайд 2Факторы, создающие неравновесное состояние
Неоднородный нагрев
Освещение
Механические напряжения
Корпускулярные потоки
Электрические поля большой напряженности
Инжекция носителей
тока
Слайд 3Оптическая генерация носителей тока
n' = (n + Δn)
р' =
(р + Δр)
Скорость фотогенерации γ - число носителей тока, возбуждаемых в единице объёма полупроводника в единицу времени.
γ = i . α . β
i - интенсивность светового потока ;
α - коэффициент поглощения ;
β - квантовый выход - число электронов или дырок или электронно-дырочных пар, генерируемое одним поглощённым фотоном .
Слайд 4Скорость рекомбинации неравновесных носителей δ
Время жизни неравновесных носителей тока τ
τ =
1/σ
τe, τh - время, в течение которого неравновесная концентрация соответствующих носителей тока уменьшается в е раз.
Стационарная неравновесная концентрация:
Δn = γ eτe = i αβeτe
Δp = γ hτh = i αβhτh
τe, τh - время, в течение которого неравновесная концентрация соответствующих носителей тока уменьшается в е раз.
Стационарная неравновесная концентрация:
Δn = γ eτe = i αβeτe
Δp = γ hτh = i αβhτh
Слайд 5Полная концентрация свободных электронов
n' = n + Δn =
Pw –
неравновесная функция распределения
(отличная от равновесной функции Ферми-Дирака, но стремящаяся к ней по мере приближения системы к равновесному состоянию)
(отличная от равновесной функции Ферми-Дирака, но стремящаяся к ней по мере приближения системы к равновесному состоянию)
Слайд 24Движение носителей тока
Диффузия – движение носителей тока, являющееся следствием разности
концентраций.
Дрейф – движение носителей тока под воздействием силы электрического поля.
Дрейф – движение носителей тока под воздействием силы электрического поля.
Слайд 25
УРАВНЕНИЕ НЕПРЕРЫВНОСТИ
g – скорость генерации электронов,
Ie- поток электронов, протекающий через
единичную поверхность, перпендикулярную оси х за единицу времени,
Δn - концентрация неравновесных носителей тока /электронов/,
τe - время жизни неравновесных электронов.
Δn - концентрация неравновесных носителей тока /электронов/,
τe - время жизни неравновесных электронов.
Слайд 27Соотношение Эйнштейна:
При диффузии с коэффициентом De носители тока (электроны) за время
жизни τ е проходят путь, равный диффузионной длине LDe.
При этом их концентрация уменьшается в е раз.
При этом их концентрация уменьшается в е раз.
е – заряд электрона
LD - диффузионная длина ,
D - коэффициент диффузии
τ - время жизни неравновесных носителей тока
Слайд 31
ElП2 – квадрат смещения дна зоны проводимости при единичной деформации,
CII - упругая
постоянная для продольных волн
ElП2 – квадрат смещения дна зоны проводимости при единичной деформации,
CII - упругая постоянная для продольных волн
Слайд 322. Рассеяние на заряженных примесях (дефектах)
σ- эффективное сечение рассеяния
θ -
угол рассеяния
Слайд 363. Рассеяние на нейтральных примесях и структурных дефектах кристалла
Для нейтральных
примесных атомов
ΔρH- повышение удельного сопротивления материала
за счёт этого вида рассеяния:
ε – диэлектрическая проницаемость,
NH- концентрация нейтральной примеси,
n - концентрация носителей тока.
ΔρH- повышение удельного сопротивления материала
за счёт этого вида рассеяния:
ε – диэлектрическая проницаемость,
NH- концентрация нейтральной примеси,
n - концентрация носителей тока.
Слайд 37Зависимость подвижности электронов от температуры в InSb
узкозонный полупроводник (Wg = 0,18
эВ) аномально высокая подвижность электронов
Слайд 38Диффузия и дрейф неравновесных основных носителей в случае монополярной проводимости
Х
Δ
n – концентрация фотогенерированных электронов
Δ Nd+ - концентрация положительных ионов (ионизованных доноров)
Δ Nd+ - концентрация положительных ионов (ионизованных доноров)
n-тип
свет
0
Слайд 47Диффузионная длина LD - расстояние, на которое диффузионно перемещаются неосновные носители
тока к тому моменту, когда их неравновесная концентрация уменьшится в е раз. Диффузионная длина преодолевается за время жизни τ.
диффузионная скорость
Слайд 48
При наложении эл.поля Е
Если vДР >> vДИФ, то спад концентрации Δn
вглубь полупроводника остаётся экспоненциальным, но с иной постоянной спада LДР, называемой дрейфовой длиной:
Если vДР и vДИФ соизмеримы, то аналогичную величину называют длиной затягивания.
Слайд 49если скорости диффузии и дрейфа противоположно направлены, то длина затягивания оказывается
меньше LD или вообще – направленной в противоположную сторону.
При совпадении векторов vДР и vДИФ диффузионное движение носителей ускоряется полем Lз > LD
Слайд 50Поверхностные явления
Обрыв решетки – новые разрешенные уровни (поверхностные, уровни Тамма)
N -
тип
Слайд 53Поверхностные явления
1. Обеднение. На поверхности заряд совпадающий с основными носителями, но
Wi и WF не пересекаются
2. Инверсия. На поверхности высокая плотность заряда, совпадающего с основными носителями, Wi и WF пересекаются. Т.е около поверхности концентрация неосновных носителей больше, чем основных.
3. Обогащение. На поверхности заряд, противоположный основными носителями.
Слайд 55Электрические переходы
Два полупроводника, одинаковой природы, но с разными типами проводимости (p-n
переход)
=/=, но с различными уровнями легирования (n+-n и p+-p переходы)
Металл - полупроводник
Полупроводники различной химической природы (гетеропереходы)
Металл - диэлектрик – полупроводник
=/=, но с различными уровнями легирования (n+-n и p+-p переходы)
Металл - полупроводник
Полупроводники различной химической природы (гетеропереходы)
Металл - диэлектрик – полупроводник
Слайд 74- коэффициент инъекции для электронов
- коэффициент инъекции для дырок
где Ie - ток электронов и Ih - ток дырок.
ИНЪЕКЦИЯ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА
Слайд 75
рp и nn - концентрации дырок в р-области и электронов в
n-области;
σp и σn - удельные проводимости р- и n-областей.
σp и σn - удельные проводимости р- и n-областей.
σ = е·(nμe + рμh)
Слайд 78МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА
1. При выращивании монокристаллов
изменение скорости роста
(от скорости зависит Красп.)
добавлении примеси в шихту
добавлении примеси в шихту
2. Дальнейшая обработка монокристаллов
Слайд 79МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА
1. Контакт с металлом
Выпрямляющий (в области контакта образуется
обедненный электронами слой)
Омический
Омический
Слайд 80МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА
1. Контакт с металлом
Работа выхода электрона - А
полупроводник
металл
Слайд 87МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА
3. Сплавные
Недостатки сплавного метода:
плохая воспроизводимость
трудность регулировки
большие размеры
большое влияние ориентации кристаллов
большое влияние ориентации кристаллов
Слайд 90МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ p-n ПЕРЕХОДА
4. Диффузионные
Достоинства диффузионных методов:
малые (до 0,001 мм2)
площади
контролируемые параметры – концентрации и глубины залегания
возможность проводить процесс с двух сторон (транзистор)
контролируемые параметры – концентрации и глубины залегания
возможность проводить процесс с двух сторон (транзистор)
