3. Задание по работе

1. Получить исходные данные по лабораторной работе:

• материал полупроводника

• тип р – n перехода (симметричный , несимметричный, резкий или плавный)

2. Проанализировать исходные данные и выбрать:

- материалы легирующих примесей (донорной или акцепторной);

- концентрации легирующих примесей N_д или N_а ;

• определить из таблицы физические параметры полупроводникового материала: ширину запрещенной зоны, эффективные массы электрона и дырки m_n, m_p;

• выбрать площадь поперечного сечения р-n перехода S (0,1 – 1 мм^-3).

3. Определить расчетным путем физические параметры примесного полупроводника:

а) рассчитать эффективные плотности состояний для зоны проводимости и валентной зоны N_c и N_v;

б) определить собственную концентрацию n_i при Т=300 К;

в) рассчитать концентрации основных и неосновных носителей заряда n_no, p_po и n_po, p_no ;

г) определить диффузионные длины электронов и дырок L_n, L_p;

д) рассчитать контактную разность потенциалов _о;

е) определить ширину ОПЗ d;

ж) рассчитать барьерную емкость С_Б0 при нулевом внешнем напряжении U_вн=0;

4. Построить на основе расчетных данных:

а) зависимость барьерной емкости С_Б0 при U_вн=0 от концентрации легирующей примеси С_Б0=f(N_B), где N_B – концентрация примеси в слаболегированной области (N от 10²⁰ до 10²⁴);

б) ВФХ - зависимость барьерной емкости С_Б от приложенного напряжения С_Б=f(U_вн);

в) ВФХ - зависимость диффузионной емкости С_Д от приложенного напряжения С_Д=f(U_вн).

4. Содержание отчета по работе

Отчет по лабораторной работе должен быть выполнен в виде расчетно-пояснительной записки, в содержание которой должны входить следующие разделы:

1. Исходные данные.

2. Справочные физические параметры полупроводниковых материалов

3. Расчет требуемых параметров р – n перехода.

4. Графическую зависимость С_Б0=f(N_B).

5. ВФХ - С_Б=f(U_вн), С_Д=f(U_вн).

6. Выводы.

7. Литература.

5. Контрольные вопросы по работе

1. Что такое область пространственного заряда (ОПЗ)? Какие заряды ее образуют?

2. Что такое контактная разность потенциалов на границе р-n перехода? Показать направление электрического поля в ОПЗ.

3. Как ширина ОПЗ зависит от величины и полярности приложенного напряжения?

4. Как зависит ширина ОПЗ от степени легирования р- и n- областей?

5. Что такое барьерная емкость р-n перехода?

6. Что такое диффузионная емкость р-n перехода?

7. Как зависят диффузионная и барьерная емкости от степени легирования р и n областей?

8. Как зависят диффузионная и барьерная емкости от приложенного напряжения?

9. Как экспериментально можно определить барьерную емкость?

10. Как по измеренным значениям емкости определить характер перехода?

6. Литература

1. Г.И.Епифанов. "Физические основы микроэлектроники". М., "Советское радио", 1971 г.

2. Л.Россадо. "Физическая электроника и микроэлектроника"., М., "Высшая школа",1991 г.

7. Приложение

N	Материал полупроводника	Тип перехода Резкий плавный симм-й несимм-й
1	Ge	+		+
2	Si	+			+
3	GaAs	+		+
4	GaSb	+			+
5	InSb	+		+
6	InAs	+			+
7	InP	+		+
8	Ge		+		+
9	Si		+	+
10	GaAs		+		+
11	GaSb		+	+
12	InSb		+		+
13	InAs		+	+
14	InP		+		+
15	Ge	+			+
16	Si	+		+
17	GaAs	+			+
18	GaSb	+		+
19	InSb	+			+
20	InAs	+		+
21	InP	+			+
22	Ge	+			+
23	Si		+		+
24	GaAs	+			+
25	GaSb		+		+
26	InSb	+			+
27	InAs		+		+
28	InP	+			+

N– порядковый номер в журнале группы.

Для плавного перехода градиент концентраций принять а = 10²⁰м^-3.