8. Пробой р-n перехода.

Пробой бывает тепловой и электрический(туннельный, лавинный, поверхностный).

Тепловой пробой возникает в результате термогенерации элекронно-дырочных пар, в результате колебаний кристаллической решетки. Если мощность токов р-n перехода достигает предельно допустимого значения термогенерации лавинообразно возрастает и происходит перестройка р-n структур, полупроводник разрушается. Тепловой пробой не обратим.

Электрические пробои возникают при действии внешнего электрического поля и являются обратимыми – при снятии внешнего поля р-n переход возвращается в обратное состояние. Поверхностный пробой носит паразитный характер. Возникает в результате протекания тока обратного по поверхности р-n перехода. Тунельный – причиной туннельного пробоя является существенно квантовый характер носителей зарядов (электронов). При пробое ток обусловлен не основными носителями заряда. При туннельном пробое электроны туннелируют под барьером запирающего слоя без потери энергии и р-n переход проводит обратный ток. При лавинном пробое электрон пролетающий через барьер запирающего слоя обладает достаточной энергией для ионизации атомов полупроводника. Эта ионизация может принять ливиннообразный характер, когда количество электронов в Р-области возрастает экспонционально,что приводит к росту тока без изменения напряжения. Напряжение туннельного пробоя с ростом температуры уменьшается а напряжение ливиннообразно увеличивается.

9. Переход металл-полупроводник.

Он возникает при контакте полупроводника N или типа с металлом. При этом на границе происходит перераспределение электрических зарядов и возникает электрическое поле с контактной разностью потенциалов. При этом полупроводник типа Р возникает обедненный дырками слой, а в некоторых случаях и слой обогащенный электронами – инверстный слой. В области контактов проводника N типа также возникает обогащенный электронами слой. При условии полупроводника n типа вблизи контакта с металлом возникает обедненный или инверстный слой, а вполупроводнике Р типа обогащенный. Обогащенный слой не обладает вентильными свойствами. Но в случае обедненного слоя или инверстного слоя вентильными свойствами обладает(потому что приближен к полупроводнику). Высота потенциального барьера контакта металл или проводник для электронов и дырок разная. В силу этого не возникает инжекции не основных носителей заряда при протекании через контакт прямого тока.

10. Переход между полупроводниками одного типа проводимости.

Области вблизи контакта полупроводников с одним типом проводимости, но с различной концентрацией примесей, обычно обозначают p⁺ – p или n⁺ – n-переход, причем значком + обозначают полупроводник с большей концентрацией примесей. На рис. 1.25 приведен пример контакта p⁺ – p, где обе области полупроводника обладают электропроводностью р-типа.

Рис.1.25. Переход между двумя областями с одним типом электропроводности, отличающиеся значением концентрации примесей

Процессы вблизи такого контакта аналогичны происходящим в р-n-переходе, т. е. носители из области с большой концентрацией переходят в область с меньшей концентрацией, в результате чего в области p⁺ возникает объемный заряд из нескомпенсированных зарядов ионов примеси, а в области p – объемный заряд из избыточных носителей – дырок, перешедших из области p⁺. Появление объемных электрических зарядов приводит к образованию диффузионного электрического поля   и контактной разности потенциалов. Но в отличие от обычных р-n-переходов здесь отсутствует запирающий слой, так как здесь не может быть области с концентрацией, меньшей чем в слаболегированном полупроводнике. Поэтому такие контакты вентильными свойствами не обладают, но зато в них при любой полярности приложенного напряжения не происходит инжекции из низкоомной области в высокоомную, что является важным для некоторых типов полупроводниковых приборов. Аналогичные процессы протекают в контакте n⁺ – n.