Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С. -> "Физика полупроводниковых приборов Книга 1" -> 96

Физика полупроводниковых приборов Книга 1 - Зи С.

Зи С. Физика полупроводниковых приборов Книга 1 — М.: Мир, 1984. — 456 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov11984.djvu
Предыдущая << 1 .. 90 91 92 93 94 95 < 96 > 97 98 99 100 101 102 .. 142 >> Следующая

п +
п
Si О?

' У '
п + -' п~ V ,
п+
U
Металл 1
п
nt
к
Рис. 38. Структуры с контактами металл - полупроводник.
а - диод с малой площадью контакта; б - диод с перекрытием металла; в -
диод с диффузионным охранным кольцом; г - диод с двойным диффузионным
охранным кольцом; д - диод с металлическим охранным кольцом; е - диоде
высокоомным охранным слоем; ж - диодная структура с углублением в
полупроводнике; з - диод с изоляцией окислом; и - диод с дополнительной
диффузией н перекрытием металла; к коническая струк* тура диода.
3!4
Глава 5
где Rf - сопротивление, CF - емкость диода при прямом смещении 0,1 В
[55а]. Частота /с0 значительно меньше частоты отсечки при нулевом
смещении, и ее можно считать нижним пределом для частот отсечки. Типичные
значения этой величины 156] приведены на рис. 40. Отметим, что при
указанной степени легирования и диаметре контакта (~10 мкм) большую
частоту отсечки имеет диод Шоттки на п-GaAs. В основном это обусловлено
более высокой подвижностью электронов в GaAs.
Для повышения надежности и стабильности приборов нужны диоды с достаточно
большой площадью контакта, однако желательно, чтобы их емкость при этом
оставалась малой. Было показано, что данным требованиям может
удовлетворить барьер Мотта. Барьером Мотта называется контакт металл-
полупроводник* в котором эпитаксиальный слой полупроводника очень слабо
легирован, а его толщина значительно меньше толщины, требуемой для
формирования обедненного слоя. В таком приборе электроны в эпитаксиальном
слое практически отсутствуют даже при прямом смещении. На рис. 41
показана зонная диаграмма барьера Мотта. Удельная емкость его обедненной
области не зависит от напряжения и равна es/W. Поскольку толщину
обедненной об-
-4,0 -3,0 -2,0 -1,0 0 0,5 1,0
У, в
Рис. 39. Зависимость полного сопротивления (сопротивления перехода и
последовательного сопротивления образца) от приложенного напряжения для
диодов Au - Si, Au - GaAs и кремниевого точечно-контактного диода [56],
Контакты металл - полупроводник
315
ласти барьера Мотта можно сделать значительно большей, чем в случае
обычного диода Шоттки, то при заданной частоте отсечки можно увеличить
площадь прибора [57]. Перенос заряда в барьерах Мотта определяется в
основном диффузионными процессами, которые описываются уравнением (38).
?Диод с перекрытием металла [58] (рис. 38, б) имеет почти идеальные
вольт-амперные характеристики при прямом смещении и низкие токи утечки
при не слишком больших обратных смещениях. Однако с увеличением обратного
смещения влияние краев металлического электрода приводит к росту
обратного тока. Такие структуры широко используются в интегральных
схемах, поскольку их легко получать при металлизации^ Важным примером их
применения является транзистор с диодом Шоттки между базой и коллектором
[59, 60] (рис. 42), позволяющим существенно уменьшить время насыщения. В
стандартной технологии изготовления транзисторов со скрытым коллектором
такой диод получают путем нанесения более широкого базового контакта,
перекры-
Ю3
8
6
4
Металл
\ Омический
10 1
JQ16
Z 4 6 8 f0,z 2 4
Концентрация примеси в эпитаксиальном слое, см~3
Рис. 40. Зависимость частоты отсечки (в гигагерцах) при прямом смещении
от степени легирования эпитаксиального слоя для приборов с контактами
разных диаметров и толщиной эпитаксиального слоя 0,5 мкм.
316
Глава 5
а
Ev
Рис. 41. Зонная диаграмма барьера Мотта при разных смещениях [5].
вающегося с внешним, не подвергнутым диффузии эпитаксиаль. ным слоем 141
]. В области насыщения коллекторный переход слегка смещен в прямом
направлении, а не в обратном. Если падение напряжения на диоде Шоттки при
прямом смещении меньше, чем напряжение между базой и коллектором
исходного транзистора в режиме насыщения, то большая часть базового тока
потечет через диод, в котором неосновные носители не накапливаются.
Поэтому время насыщения транзистора с диодом Шоттки существенно меньше
времени насыщения одного транзистора (без диода Шоттки).
Для устранения краевых эффектов было предложено много структур. Структура
с диффузионным охранным кольцом (рис. 38, в) [321 обладает почти
идеальными прямыми и обратными вольт-амперными характеристиками (рис.
24). К недостаткам такого диода относятся большое время восстановления и
большая паразитная емкость, обусловленные наличием р-/г-перехода.
Контакты металл - полупроводник
317
Рис. 42. Биполярный транзистор с диодом Шоттки между базой и коллектором
[60].
Коллектор
Диод
Шоттки ---И---
База о
С
Змиттер
Поэтому его применяют обычно для изучения статических характеристик.
Структура с двойным диффузионным охранным кольцом (рис. 38, г) [61 ]
позволяет уменьшить время восстановления, но технология ее изготовления
относительно сложна. В структуре, показанной на ркс. 38, д, для создания
охранного кольца используют два типа металла с разной высотой барьера на
контакте. Однако на ковалентных полупроводниках большую разность высот
Предыдущая << 1 .. 90 91 92 93 94 95 < 96 > 97 98 99 100 101 102 .. 142 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed