第二章半導體接觸主要內容pn結異質結金屬-半導體接觸半導體-氧化物接觸,MIS2半導體器件的四種基礎結構在p型和n型半導體之間形成的“結”，具有整流特性，廣泛用于電子電路的整流、開關及其他工作中。若再加一層p型半導體，兩個p-n結構成p-n-p雙極晶體管。金屬-半導體界面，在金屬和半導體之間形成的一種緊密接觸。是第一個被研究的半導體器件。可作為整流接觸-肖特基勢壘，或用作歐姆接觸。也可以得到其他許多器件，如MESFET。p-n

結EfEfEVECEVECEf3即在兩種不同的半導體之間形成的界面，可構成雙異質結激光器等。如果絕緣體用氧化物，即MOS結構,可視為一個金屬-氧化物界面和一個氧化物-半導體界面的結合,ULSL中最重要的MOSFET器件的基本結構。異質結界面

ECEVECEf

EV金屬-絕緣體-半導體結構EVECEfEf42.1p-n結二級管主要內容基本器件工藝介紹耗盡區和耗盡電容I-V特性結的擊穿瞬變特性端功能61。基本器件工藝介紹幾種器件制備方法

合金法得到的結的位置嚴格依賴于溫度-時間合金過程，難以精確控制。7

固態擴散法1。基本器件工藝能精確控制雜質分布擴散臺面結法8

固態擴散法1。基本器件工藝采用絕緣層的方法平面工藝—是制備半導體器件的主要方法外延襯底9與擴散（10000C)相比，是低溫工藝，可在室溫下進行。離子注入-更精確地控制雜質的分布1。基本器件工藝在低于700度下退火，去除晶格損傷10平面工藝中的主要工序外延生長1。基本器件工藝可用氣相生長技術形成，例如：熱CVDMBEMOCVD也可用液相技術形成，化學氣相沉積物理氣相沉積精確控制組分和薄膜厚度-原子層生長111。基本器件工藝氧化--二氧化硅干氧生長12水汽氧化氧化--二氧化硅1。基本器件工藝131。基本器件工藝雜質擴散一維擴散方程，菲克定律雜質總量為S的“有限源”情況：高斯函數表面濃度為Cs的“恒定表面濃度“情形：余誤差函數擴散系數D依賴于溫度和雜質濃度，在低濃度情況下，D與雜質無關。雜質擴散系數D與雜質固溶度有關141。基本器件工藝離子注入：為改變襯底的電學、冶金學或化學性質而將帶電高能原子引入襯底。典型離子能量：10-400keV之間典型離子劑量：1011-1016離子數/cm2優點：精確控制總劑量，深度分布和面均勻性低溫工藝注入結能與掩膜邊緣自對準激光處理：用高強度的激光輻射可去除離子注入損傷，使半導體層再結晶。缺點：離子注入損傷15雜質分布描述突變結—合金結、淺擴散結和離子注入結1。基本器件工藝突變結近似的雜質分布。161。基本器件工藝線性緩變結—深擴散結線性緩變結近似的雜質分布。171。基本器件工藝通過絕緣層上的窗口向半導體本底擴散形成p-n結時，雜質要向下擴散，也要向側向擴散：柱形邊緣分布和球形角分布在擴散掩膜邊緣附近形成結彎曲的平面擴散工藝。通過矩形掩膜擴散形成近似的柱面和球面區。18p-n結p-n

結理論是半導體器件物理的基礎。1。p-n

結的理想靜態和動態特性。2。討論耗盡層內的產生和復合。擴散勢、耗盡區電流-電壓特性結的擊穿瞬變特性端功能耗盡區電容PN結兩側電子和空穴濃度相差懸殊P區空穴和N區電子向對方擴散，

空間電荷區

自建電場N

P192。耗盡區和耗盡電容-突變結當半導體的雜質濃度從受主雜質NA突變為施主雜質ND時，得到突變結.-xPxN空間電荷分布20熱平衡狀態（無外電壓，沒有電流）：凈電子和空穴電流為零，要求費米能級在整個樣品中為常數。根據電流密度方程：同理21-xPxN空間電荷區總寬度空間電荷分布：22電場分布：泊松方程+邊界條件根據泊松方程，得到：積分，得到電場分布X=0處的最大電場23兩次積分，得到電勢分布電勢，Vbi

為內建勢

電勢分布:內建勢總的耗盡層寬度24能帶：

平衡時，結兩側空穴密度之間和電子密度之間的關系能帶圖

內建勢25Ge，Si，GaAs單邊突變結的內建勢26耗盡層的寬度雙邊突變結單邊突變結半導體的特征長度，德拜長度考慮到多數載流子分布尾，經過修正的單邊突變結的W：27

Si的德拜長度與摻雜濃度的關系28Si單邊突變結耗盡層寬度和單位面積耗盡層電容與摻雜濃度的關系。29單位面積的耗盡層電容定義為：單邊突變結，單位面積電容：F/cm2反向和正向偏置耗盡層電容：1/C2~V

直線，斜率：襯底雜質濃度，1/C2=0時截距：內建勢。30

Si單邊突變結耗盡層寬度和單位面積耗盡層電容與摻雜濃度的關系。31泊松方程:2。耗盡區和耗盡電容-線性緩變結雜質分布:雜質濃度梯度積分,得到電場分布:最大電場:32兩次積分,得到