1.4 РАЗНОВИДНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДОВ
1.4.1 Гетеропереходы
Гетеропереход образуется двумя полупроводниками, различающимися шириной запрещенной зоны. Параметры кристаллических решеток полупроводников, составляющих гетеропереход, должны быть близки, что ограничивает выбор материалов. В настоящее время наиболее исследованными являются пары: германий-арсенид галлия, арсенид галлия-мышьяковидный индий, германий-кремний. Различают n-p- и p-n гетеропереходы (на первое место ставится буква, обозначающая тип электропроводности полупроводника с более узкой запрещенной зоной). На основе гетеропереходов возможно также создание структур n-n и p-p.
Рисунок 1.15 Упрощенная энергетическая диаграмма n-p перехода в равновесном состоянии.
На рисунке 1.15 приведена упрощенная энергетическая диаграмма p-n перехода между арсенидом галлия р-типа (D Wp = 1,5 эВ) и германием n-типа (D Wn = 0,72 эВ) в состоянии равновесия (U = 0). При контакте полупроводников происходит перераспределение носителей зарядов, приводящее к выравниванию уровней Ферми p- и n-областей и возникновению энергетического барьера для электронов n-области qUкn и. для дырок p-области qUкp, причем Uкn > Uкn.
Рисунок 1.16 Упрощенная энергетическая диаграмма n-p гетероперехода, включенного в прямом состоянии.
В состоянии равновесия ток через p-n переход равен нулю. Поскольку потенциальные барьеры для дырок и электронов различны, при приложении к гетеропереходу прямого напряжения смещения он обеспечит эффективную инжекцию дырок из полупроводника с большей шириной запрещенной зоны (рис. 1.16), Эта особенность инжекции в гетеропереходе (явление сверхинжекции) делает его эффективным инжектором.