1.10.1. Невыпрямляющий контакт
Если взять р-полупроводник и металл, но подобрать эту пару такой, чтобы потенциал выхода у металла был больше, чем у полупроводника (рис. 1.32), то в этом случае электроны из полупроводника уйдут в металл и вблизи границы получается слой обогащенный основными носителями т.е. слой с меньшим удельным сопротивлением (рис. 1.33).
Следовательно, сопротивление всей цепи теперь определяется сопротивлением нейтрального полупроводника и не зависит от полярности приложенного напряжения. Для n-полупроводников необходимо, чтобы м был меньше s, тогда электроны из металла перейдут в n-полупроводник и вблизи границы появится слой с меньшим удельным сопротивлением, чем исходный материал (рис. 1.35).
Такие невыпрямляющие контакты широко используются в технологии интегральных микросхем.
1.11. Контакт полупроводник-диэлектрик
Как и контакт металл-полупроводник, контакт полупроводник-ди-электрик изменяет концентрацию носителей в полупроводнике и диэлектрике, создавая обогащенные или обедненные приконтактные слои. В интегральной технологии полупроводниковых приборов, в качестве диэлектрика используется двуокись кремния SiO2, поэтому рассмотрим именно эту структуру Si-SiO2.
Диэлектрические пленки SiO2 всегда содержат донорные примеси. Это объясняется тем, что растворы, применяемые для обработки поверхности кремния и окисла, а также посуда и оснастка, используемая в технологическом процессе, содержит именно донорные составляющие. Эти донорные примеси сосредотачиваются вблизи границы Si-SiO2 и электроны, ушедшие из окисла кремния, оставляют неподвижные положительные ионы в SiO2, а переходя в полупроводник, либо обогащают, либо обедняют приповерхностный слой в зависимости от типа полупроводника (рис. 1.36,а,б,в).
Если пленка SiO2 образована на поверхности полупроводника n-ти-па, то в этом случае создается обогащенный слой электронами вблизи поверхности, называемый n-каналом (рис. 1.36,а). Если пленка окисла кремния образована на поверхности полупроводника р-типа, то образуется обедненный слой основных носителей заполненный отрицательными ионами акцептора (рис. 1.36,б), либо инверсионный n-типа совместно с обедненным слоем основных носителей (рис. 1.36,в). Наличие или отсутствие инверсионного слоя зависит как от концентрации доноров в окисной пленке, так и от концентрации дырок в р-слое. Наличие слоя с отрицательными ионами и инверсного слоя отрицательно сказывается на работу р-n-перехо-да, а именно увеличивает ток термогенерации, может образовать проводящую перемычку, закорачивая р-n-переход, повышает уровень собственных шумов диода. Наличие обогащенного слоя в n-полупроводнике в меньшей степени оказывает влияние на р-n-переход, но играет очень важную роль в структурах металл-диэлектрик-полупроводник.
Лекция № 6