异质结的结构: 空间电荷区-耗尽层 ⊕⊕⊕ d 8888 d 4⊕⊕⊕ P 空间电荷区XM 空间电荷区为高阻区,因为缺 少载流子
异质结的结构： N P 空间电荷区XM 空间电荷区－耗尽层 XN XP 空间电荷区为高阻区，因为缺 少载流子
异质结的能带图:(不考虑界 面态) △E (n-AlGaAs) //I//.Hl △E ThmT WHITINIIIIIIMI/
异质结的能带图：（不考虑界 面态）
理想突变反型异质结的物理性质: 1.在零偏压下,接触界面上的费米能级要相等,发生 载流子扩散运动,界面附近留下一个空间电荷区(耗 尽区或者势垒区)。在热平衡下,即载流子的扩散运 动和漂移运动达到平衡时,产生了一个内建电场,电 势差满足:qV。=EF2-EF1 势场分布为VDVB2=ENAE2Nb,势垒电容 CT=dQ/dT=A[ 0.5 2.平衡时能带的两个特点:(1)能带发生了弯曲,出 现了尖峰和凹口(2)能呆在交界面上不连续,导带底 上的突变△Ec=X1X2,价带顶的突变△E=(E2Ea1)
理想突变反型异质结的物理性质： ◼ 1.在零偏压下，接触界面上的费米能级要相等，发生 载流子扩散运动，界面附近留下一个空间电荷区（耗 尽区或者势垒区）。在热平衡下，即载流子的扩散运 动和漂移运动达到平衡时，产生了一个内建电场，电 势差满足：qVD=EF2-EF1;， 势场分布为VD1/VD2=ε1NA /ε2ND， 势垒电容 CT=dQ/dT=A[ ] 0.5 ◼ 2.平衡时能带的两个特点：(1)能带发生了弯曲，出 现了尖峰和凹口(2)能呆在交界面上不连续，导带底 上的突变ΔEC =Χ1-Χ2,价带顶的突变ΔEV=(Eg2-Eg1)- (Χ1-Χ2) /2( ) 1 2 A1 ND2 1 NA1 2 ND2 qN +
考虑界面态时异质结的能带图: 质结的界面态主要来自组成成异质结的 晶格失配,定义晶格失配为 产生悬排建,引次界面。界面态密度Dm 会直接影响异质结的各个物理性质。另外 两 料的热膨胀系数不同和化合物半导体 中的成分元素的互扩散都会引入界面态。 两种材料的晶格常数极为接近时,晶格匹配 界面态的影响;实际上都要 考虑这个影响。有时候可加入少量杂质元素 改变晶格匹配效果,例如在S1GeS异质结 中加入C原子,1%的C可以补德91.49的Ge 所带来的压应变 a)p-n异质结 ■2.增加了界面态能级,他们将成为载流子的 非辐射复合 ■3影响界面附近的电荷分布
考虑界面态时异质结的能带图： ◼ 1.异质结的界面态主要来自组成成异质结的 晶格失配，定义晶格失配为 ◼ 2(a2 -a1 )/(a1+a2 ) 。晶格失配会在交界面 上产生悬挂建，引入界面态。界面态密度DIT 会直接影响异质结的各个物理性质。另外， 两种材料的热膨胀系数不同和化合物半导体 中的成分元素的互扩散都会引入界面态。当 两种材料的晶格常数极为接近时，晶格匹配 较好，可以不考界面态的影响；实际上都要 考虑这个影响。有时候可加入少量杂质元素 改变晶格匹配效果，例如在Si1-xGex /Si异质结 中加入C原子，1%的C 可以补偿91.4% 的Ge 所带来的压应变。 ◼ 2.增加了界面态能级，他们将成为载流子的 非辐射复合中心。 ◼ 3.影响界面附近的电荷分布