中国科学技术大学：《半导体器件原理》课程教学资源（课件讲稿）第二章 PN结

中国科学技术大学物理系微电子考业 电场分布 利用耗尽近似条件，得： d2Ψ dx2 0≤x≤xm &si d2Ψ qNa dx? -xD≤x≤0 由边界条件ε(-xp)=e(xn)=0,得： =9N(x-x） Es 0≤x≤Xm 6)=-gN4(x+x,) -p≤x≤0 Es Principle of Semiconductor Devices 2023/4/18 16

中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/4/18 Tuesday 16 Principle of Semiconductor Devices 利用耗尽近似条件，得： si qND dx d     2 2 n 0  x  x si qNA dx d      2 2  xp  x  0 由边界条件（-xp）=（xn）=0，得： ( ) ( ) p s A x x qN x      ( ) ( ) n s D x x qN x     n 0  x  x  xp  x  0 电场分布

中国科学技术大学物理系微电子考业 电势分布 ·X=0处，电场有最大值。 ·若取x=0处的电势为零， -xp≤x≤0 0≤x≤Xn Principle of Semiconductor Devices 2023/4/18 17

中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/4/18 Tuesday 17 Principle of Semiconductor Devices 电势分布 • X=0处，电场有最大值。 • 若取x=0处的电势为零， n s D p s A m x qN x qN      ) 2 1 ( ) ( 2 x x x qN x p s A      ) 2 1 ( ) ( 2 x x x qN x n s D       n 0  x  x  xp  x  0

中国科学技术大学物理系微电子考业 耗尽区 p() qNp 电荷分布 X 0 X -qNA (X 电场分布 Ψ(X)Ψ(-x) 电势分布 X Xn Principle of Semiconductor Devices 2023/4/18 18

中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/4/18 Tuesday 18 Principle of Semiconductor Devices 耗尽区 电荷分布 电场分布 电势分布

中国科学技术大学物理系微电子考业 内建电势 ”由Nx,NDx以及x,+x。=W。可以求得： V4·W X= Np+Na N。·W xp Np+Na .=)w)=2是，+， bi 2Es N+Np Principle of Semiconductor Devices 2023/4/18 19

中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/4/18 Tuesday 19 Principle of Semiconductor Devices 内建电势 • 由NA xp=ND xn以及xp+xn=W。可以求得： D A D p N N N W x    D A A n N N N W x    ( ) 2 ( ) ( ) 2 2 D n A p s bi n p N x N x q V  x  x        W W N N q N N V m A D A D s bi   2 1 2 2      

中国科学技术大学物理系微电子专业 耗尽区宽度 W= 28&N+ND. YqNA·ND 2s NA Xn (N4+Np).Np (NA+ND)NA Principle of Semiconductor Devices 2023/4/18 20

中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/4/18 Tuesday 20 Principle of Semiconductor Devices 耗尽区宽度 bi A D A s D p V N N N N q x     ( ) 2 bi A D s A D V N N N N q W      2 bi A D D s A n V N N N N q x      ( ) 2