|
КОНТАКТНІ ЯВИЩА В НАПІВПРОВІДНИКАХ
1. Вступ. Предмет і зміст курсу. Роль контактних явищ у сучасній техниці. Участь вітчизняних вчених у розвитку напівпровідникової електроніки.
2. Зонні моделі гетеро- та гомопереходів. Робота виходу та контактна різниця потенціалів. Утворення гетеро- та гомопереходів. Запірні та антизапірні прошарки. Роль поверхневих рівнів в утворенні потенціального бар’єра. Хід потенціалу в області просторового заряду. Шар Шотткі. Співвідношення між висотами бар’єрів у гетеропереході. Вплив сил зображення на хід потенціалу. Експериментальні дослідження зонної моделі гетеро- та гомопереходів.
3. Фізико-хімічні основи формування контактних структур. Процеси на міжфазних границях формування контактних структур. Закономірності утворення проміжного шару на міжфазній границі. Природа поверхневих станів. Власні, невласні, інші типи поверхневих станів. Роль проміжного шару в формуванні електронних станів на міжфазній границі.
4. Поведінка гетеро- та гомопереходів при прикладанні напруги. Струми в гетеро- та гомопереходах. Проходження носіїв струму крізь квазінейтральну область; область просторового заряду (діодна та дифузійна теорії); через проміжну область. Співвідношення між напругами в гетеропереході.
5. Теорія випростування струму в контакті метал-напівпровідник. Вольт-амперна характеристика для основних носіїв струму. Модель Шотткі. Модель Мотта. Врахування двох типів носіїв струму. Вольт-амперна характеристика при тунелюванні крізь область просторового заряду. Вплив сил зображення на вольт-амперну характеристику контакту. Вольт-амперна характеристика контакту для струмів через поверхневі рівні. Параметри вольт-амперної характеристики. Методи дослідження вольт-амперних характеристик. Основні експериментальні результати. Застосування контакту метал-напівпровідник у техниці та фізичних дослідженнях.
6. Омічні контакти. Властивості та модель омічних контактів. Омічні контакти без врахування та з врахуванням поверхневих рівнів. Виготовлення та дослідження омічних контактів.
7. Теорія випростування струму в р-n переході. Загальний розгляд невиродженого р-n переходу. Р-n перехід з широкою базою при малих рівнях інжекції. Вольт-амперна характеристика р-n переходу з вузькою базою. Великі рівні інжекції. Врахування генерації-рекомбінації в області просторового заряду. Надлишкові струми в тонких р-n переходах. Тунельний діод. Експериментальні дослідження р-n переходу. Застосування р-n переходу.
8. Випростуючі властивості гетеропереходів. Вольт-амперні характеристики ізотипних та анізотипних гетеропереходів. Вплив тунелювання крізь область просторовго заряду і сил зображення на вольт-амперні характеристики гетеропереходів. Струми через поверхневі рівні. Генераційно-рекомбінаційні та тунельно-рекомбінаційні струми. Експериментальні дослідження вольт-амперних характеристик гетеропереходів. Застосування гетеропереходів. Надгратки та їх застосування.
9. Пробійні явища в напівпровідникових структурах. Мехїанізми пробою. Об’ємний та поверхневий пробій. Лавинний пробій. Тунельний пробій. Тепловий пробій. Мікроплазми. Експериментальні дослідження пробою.
10. Еквівалентні схеми гетеро- та гомопереходів. Загальний розгляд. Еквівалентні схеми контакту метал-напівпровідник для одного типу носіїв струму. Бар’єрна ємність. Вплив поверхневих рівнів на еквівалентну схему. Еквівалентна схема р-n переходу. Дифузійна ємність. Еквівалентна схема р-n переходу на ділянці лавинного пробою. Експериментальні дослідження гетеро- та гомопереходів при малій змінній напрузі. Робота діодів у колі змінного струму.
11. Фізичні основи надійності роботи гетеро- та гомопереходів в електроніці. Фізичні принципи забезпечення надійності контактних структур при виготовленні. Фізико-хімічні процеси при старінні, деградації, відмові та фізичні основи прогнозування надійності контактних структур. Прогнозування надійності контактних структур на основі змін властивостей напівпровідника, зумовлених процесами в проміжному прошарку та границі розділу. Процеси в гетеро- та гомопереходах під дією радіації. Фізичні принципи підвищення надійності контактних структур. Проблеми фізики надійності контактів субмікронних розмірів.
Лабораторні роботи:
1. Дослідження вольт-амперних характеристик р-п переходів.
2. Еквівалентна схема р-п переходу.
3. Визначення електрофізичних параметрів контакту метал-напівпровідник з бар’єром Шотткі.
4. Дослідження характеристик сонячних елементів.
ЛІТЕРАТУРА
1. Бузанева Е.В., Стриха В.И. Основы надежности контакта металл-полупроводник. - М. : Сов.радио, 1987. - 256 с.
2. Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов. - М. : Мир, 1984. - Т.1. - 453 с., Т.2. - 455 с.
3. Милнс А., Фойхт Д. Гетеропереходы и переходы металл-полупроводник. - М. : Мир, 1975. - 432 с.
4. Пикус Г.Е. Основы теории полупроводниковых приборов. - М. : Наука, 1965. - 448 с.
5. Стриха В.И. Контактные явления в полупроводниках. - Киев : Выща шк., 1982. - 223 с.
6. Стриха В.И. Теоретические основы работы контакта металл-полупроводник. - Киев : Наук. думка, 1974. - 263 с.
7. Стриха В.И., Бузанева Е.В., Радзиевский И.А. Полупроводниковые приборы с барьером Шоттки. - М. : Сов.радио, 1974. - 248 с.
8. Шарма Б.Л., Пурохит Р.К. Полупроводниковые гетеропереходы. - М. : Сов. радио, 1979. - 232 с.
9. Пека Г.П., Стріха В.І. Поверхневі та контактні явища в напівпровідниках. - К. : Либідь, 1992. - 237 с.
Програму склав: В.І.Стріха , д-р фіз.-мат.наук
|