Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.
Скачать (прямая ссылка):
25 показана фоточувствительиость для трех различных напряжений. Из ю -
величин напряжения и концентрации примесей определяется электрическое
ноле [уравнение (12)], а сдвиг порога фотоэффекта дает прямое снижение
барьера. Можно построить график зависимости ДФ от V <g и определить
диэлектрическую постоянную силы зеркального изображения е5/е0 (см. рис.
3). Важно заметить, что поверхностные состояния на границе раздела
системы металл - полупроводник также дают свой вклад в распределение
потенциала, результатом чего будет еще большее д снижение барьера [Л.
28а].
ОМ эв
Рис. 25. Квадратный корень из фоточувствительности на фотон VR в
зависимости от энергии фотона при трех различных условиях смещения [Л.
8].
V R (фототок на фотон) '/г, относит, ед.
эв
V*
1,15-
1,14-
1,13
1,12
1,11
1,10
1,09
0,01
0,02 Ч 0,03(tm)
0,04 ^ §
0'05% 0,06 Ъ
50 100
200 300
б)
Рис. 26. Зависимость VR от hv при трех различных температурах решетки
(а), изменение высоты барьера диода со структурой Au-Si при различных
температурах (б) [Л. 29].
С 'помощью фотоэлектрических измерений можно также изучить зависимость
высоты барьера от температуры (Л. 29]. На рис. 26,а показана
фоточувствительность при трех различных температурах. Сдвиг достаточно
хорошо соответствует ширине запрещенной зоны
кремния, как показано на рис. 26,6. Этот результат означает, что
положение уровня Ферми на границе раздела Au-Si связано
Ga(As,-x Рх)
Jс =0,2]! х =0,78 j
Q)
I N
Э Eg (Прямой)
; 3"
<з"з 2,0
Ц/,*
"з ? ,*4
О 0) 0,3 0,5 0,7 0,3
Ga^s х (Молярное соотно- GaP шение qsoocpopa )
б)
Рис. 27. Зависимость VR от hv для диодов (а) со структурой Au-Ga (Asi-
хРх)', измеренная минимальная ширина запрещенной зоны при прямых и
непрямых переходах в зависимости от молярного содержания фосфора (б) [Л.
30].
с границей валентной зоны. Другим интересным примером является применение
фотоэлектрического метода для измерения ширины запрещенной зоны
полупроводников при прямых и косвенных переходах. На рис. 27,а показана
фоточувствительность (при фронтальном освещении) двух образцов Ga (Asi-
xPx) при комнатной температуре '[Л. 30]. Места разрыва кривых указывают
на прямой и непрямой переходы между зонами. Пороговые энергии как функция
мольной доли фосфора показаны на рис. 27,6.
6. Барьеры Шоттки в транзисторах и диодах
Как упоминалось, поведение диода Шоттки в электрическом отношении подобно
несимметричному р-п переходу, тем не мёнее он может быть использован как
прибор на основных носителях с присущим ему быстродействием. Таким
образом, функции р-п пе-пехода как двухполюсника могут также выполняться
диодом Шоттки, как показано в гл. 3, за исключением только диода с
накоплением заряда. Причина этого в том, что время накопления заряда з
прнбоое на основных носителях чрезвычайно мало.
Кроме того, диоды Шоттки можно использовать: 1) в качестве контактов
стока и истока полевого транзистора с изолированным затвором, который
будет рассмотрен в гл. 10; 2) в качестве эмит-терных и коллекторных
переходов в транзисторе с "горячими" электронами (гл. 11); 3) в качестве
фотодетекторов (гл. 12); 4) как третий выводной электрод в генераторе
Ганна, рассматриваемом в гл. 14. В данном разделе мы будем рассматривать
три важнейших применения диода Шоттки: для замыкания коллектора
транзистора; в качестве электрода затвора в полевом транзисторе; в
качестве пассивированного лавинно-пролетного диода.
1. Транзистор с коллектором, замкнутым диодом
Управляющий электрод
{31, 32]. Благодаря быстрому срабатыванию диод Шоттки можно присоединить
к выводам базы и коллектора, образовав таким образом составной транзистор
с очень малой постоянной времени насыщения (рис. 28). В области насыщения
коллекторный переход транзистора слегка смещен в прямом направлении, а не
в обратном. Если пря-
Коллектор
Диод Шоттки
М----
База
о-
Эпитаксиальный / слой полупроводника (Njj)
Барьер металл-полупроводник Управляемый ~ электрод Омический контакт
о
Эмиттер
а) льа
30 - Nъ=г*10,5ем-3 W - Zmkm - II
25 - г/ь=гго 0,5
20
15 1,0
10 у 1,5
5 у гЛ и
, г,ь, в
0 1 г з б) 5 Б в
Рис. 28. Составной транзистор с диодом Шоттки, присоединенным к выводам
базы и коллектора [JI. 32].
Рис. 29. Схематическая диаграмма (а) полевого транзистора с затвором в
виде барьера Шоттки [JT. 33]; выходные характеристики полевого
транзистора (б) из GaAs с затвором Шоттки [Л. 34].
мое падение в диоде Шоттки намного меньше, чем напряжение база-коллектор
открытого транзистора, то большая часть базового тока потечет через диод,
в котором носители не накапливаются. Поэтому время рассасывания
значительно уменьшается по сравнению со временем рассасывания транзистора
в обычных включениях. Время рассасывания 1[Л. 32] может быть уменьшено
при-
мерно до 10% от времени рассасывания транзистора и может достигать
величины, меньшей 1 нсек.
2. Полевой транзистор с затвором Шоттки. Возможность получения
полевого транзистора, использующего затвор типа барьера Шоттки, была
