第九章异质结

1、 v1 1、分类、分类 （1 1）导电类型）导电类型 反型异质结反型异质结 p-n Ge-GaAsp-n Ge-GaAs或或 （p p）GeGe- -（n n）GaAsGaAs 同型异质结同型异质结 n-n Ge-GaAsn-n Ge-GaAs或或 （n n）GeGe- -（n n）GaAsGaAs 双异质结双异质结 （n n）GaGa1-x 1-xAl Alx xAs-As-（p p）GaAsGaAs -(n -(n） GaGa1-x 1-xAl Alx xAsAs （2 2）过渡区）过渡区 突变突变结：过渡区小于结：过渡区小于1m1m 缓变缓变结：过渡区大于结：过渡区大于1m1m （3 3

2、）能带结构的不同）能带结构的不同 GaAsGaAsAlAlx xGaGa1-x 1-xAs As 跨立型跨立型 GaAsGaAs1-x 1-xSb Sbx x InInx xGaGa1-x 1-xAs As 错开型错开型 GaSbGaSb InAsInAs 破隙型破隙型 半金属半金属 电子空穴电子空穴 分离分离 v2 2、异质结能带图、异质结能带图 E Ec cB E EF FB B E Ev vB E Ec cA E EF FA A E Ev vA E Ec cA E EF FA A E Ev vA A AWWA A B BWWB B E Ev v E Ec c qVqVD D qVqVDA

3、 DA qVqVDB DB A A E E0 0 B B v3 3、异质结的应用、异质结的应用 （1 1）提高少子的注射效率）提高少子的注射效率 pn nn jj j j j 正向偏压正向偏压 电子注射效率电子注射效率 n型宽禁带半导体和p型窄禁带半导体构成的异质结 主要是注入主要是注入p型半导体中的电子电流型半导体中的电子电流 注入注入n n型半导体中的空穴电流可忽略型半导体中的空穴电流可忽略 p p型宽禁带半导体和型宽禁带半导体和n n型窄禁带半导体构成的异质结型窄禁带半导体构成的异质结 提高空穴注射效率提高空穴注射效率 npn晶体管 （2）调制掺杂技术提高载流子的迁移率 n 调制掺杂 +

4、 场效应管频率特性场效应管频率特性 v（3 3）窗口效应）窗口效应 EgEg1 1 EgEg2 2 hvhv Eg1hvhvEg2 光电池光电池 （4 4）异质结激光器）异质结激光器 粒子数占据反转：粒子数占据反转： 导带中存在有大量电子，导带中存在有大量电子， 价带中存在有大量空穴。价带中存在有大量空穴。 v4 4、考虑界面态时的能带图、考虑界面态时的能带图 a1 a2 p233 v5 5、半导体超晶格、半导体超晶格 由交替生长两种半导体材料薄层组成的一由交替生长两种半导体材料薄层组成的一 维周期性结构，其薄层厚度的周期小于电维周期性结构，其薄层厚度的周期小于电 子的平均自由程的人造材料。子的平均自由程的人造材料。 制备方法：制备方法： 分子束外延（分子束外延（MBEMBE）- -单原子的生长单原子的生长 金属有机化合物汽相淀积（金属有机化合物汽相淀积（MOVCDMOVCD） 分类：分类： （1 1）成分超晶格）成分超晶格 周期性改变薄层的成分而形成的超晶格。周期性改变薄层的成分而形成的超晶格。 （2 2）掺杂超晶格）掺杂超晶格 周期性改变同一成分的各薄层中的