半導體器件物理第二章

1、 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-311Principle of Semiconductor Devices第二章第二章 p-np-n結結2.1 pn結基本原理2.2 耗盡區(qū)和耗盡層電容2.3 pn結的直流特性2.4 pn結的瞬態(tài)特性2.5 pn結的擊穿特性2.6 異質結與高低結2.7 幾種典型二極管的應用 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-312Principle of Semiconductor Devices PN結簡介 熱平衡下的pn結 耗盡近似條件2.1 pn結的基本原理 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-313Principle of Semi

2、conductor DevicesPN結簡介 pn結作為整流、開關及其他用途的器件，同時也是半導體微波器件及光電器件的基本結構，也是雙極型晶體管、可控硅整流器和場效應晶體管的基本組成部分。 pn結最重要的性質是整流效應，即只允許電流一個方向通過。 典型的伏安特性：加正向偏置電壓時，電流隨偏壓的增加而迅速增大，通常正向偏壓Vbi時，nRjVCVCj21BSNq2VCj31 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3152Principle of Semiconductor Devices2.3 pn結的直流特性 在正偏壓下，電子從N區(qū)擴散到P區(qū)，空穴從P區(qū)擴散到N區(qū)。兩者運動方向相反，但因

3、所帶電荷異號，所以形成的電流方向相同，都是從P區(qū)向N區(qū)流動。因此，通過P-N結的總的正向電流為兩者之和。當外壓增大時，勢壘區(qū)電場將更減弱，電子、空穴擴散電流亦相應增加，于是總電流增大。 在反向偏壓下，勢壘區(qū)兩側一個擴散長度范圍內少子反擴散形成了電流，其方向從N區(qū)流向P區(qū)。由于少子濃度很低，故反向電流很小，且由于少子濃度梯度是不變的，因此，反向電流不隨外壓的改變而變化，即反向電流飽和。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3153Principle of Semiconductor Devices P-N結電流的傳輸與轉換過程及電流密度分布 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5

4、-3154Principle of Semiconductor DevicesPN結的電流組成 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3155Principle of Semiconductor Devices理想伏安特性理想伏安特性 基本假設： 耗盡區(qū)有突變的邊界，邊界外的半導體為電中性，外加電壓全部降在勢壘區(qū)中；滿足突變耗盡近似，即勢壘區(qū)中載流子全部耗盡。 兩個邊界處的載流子濃度通過結上的靜電勢差相關聯。等同于半導體非簡并，等同于滿足玻爾茲曼分布條件。 小注入條件。即注入的少子濃度遠小于多子濃度。在外加電壓變化時，中性區(qū)邊界處的多子濃度的變化可忽略。 忽略勢壘區(qū)中載流子的產生和復合

5、作用，耗盡區(qū)內既無產生電流，又無復合電流，通過勢壘區(qū)的電子和空穴電流為常數。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3156Principle of Semiconductor Devices基本方程組 從半導體的基本方程出發(fā)。描述載流子運動規(guī)律的電流密度方程和連續(xù)性方程 xnqDnqJnnnxpqDpqJpppnpnpnxJqn1pnpnpxJqp1 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3157Principle of Semiconductor DevicesI-V Characteristic 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3158Principle o

6、f Semiconductor DevicesI-V Characteristics 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3159Principle of Semiconductor Devices肖克萊方程 求得P-N結的直流基本表達式， 即肖克萊方程： ) 1()()(kTqVSpnnpeJxJxJJnpnpnpSLnqDLpqDJ00 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3160Principle of Semiconductor DevicesI-V 特性曲線圖 正向偏置：正向偏置：1kTqVspneJJJJ反向偏置反向偏置: :sJJ)(00npnpnpSLnqD

7、LpqDJJ)exp(kTqVJJS 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3161Principle of Semiconductor Devices討論1. 具有單向導電性2. 溫度對電流的影響 其中Dn、Ln、np0、Dp、Lp、pn0與T有關， JS隨T的升高而增大，且禁帶寬度Eg愈大，JS變化越快3.上述理想方程描述Ge的pn結在小電流密度下的伏安特性是適合的，而對Si和GaAs的pn結只能定性符合，因此需要進行修正，包括產生復合產生復合效應、大注入效應、串聯電阻效應和溫度效應、大注入效應、串聯電阻效應和溫度效應效應 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3162Pr

8、inciple of Semiconductor Devices1. 反向偏置反向偏置 當P-N結反向偏置時，由耗盡近似知，勢壘區(qū)中的載流子濃度n=p=0，此時電子和空穴的產生過程占支配地位，俘獲過程并不重要。 勢壘區(qū)中產生電流密度為勢壘區(qū)中產生電流密度為P-N結反向電流為反向擴散電流與反向產結反向電流為反向擴散電流與反向產生電流之和生電流之和 產生復合效應產生復合效應 WgigWqnqGdxJ02giDippRWqnNnDqJ22 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3163Principle of Semiconductor Devices2. 正向偏置正向偏置對于對于P+-N結

9、，總的正向電流為結，總的正向電流為正向電流密度常用下列經驗公式表示正向電流密度常用下列經驗公式表示 kTqVrikTqVDpipFeWqneNnqLJ222kTqVFeJ稱為二極管的理想化因子 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3164Principle of Semiconductor Devices 在P-N結中，當注入的少數載流子濃度達到甚至超過多數載流子濃度時，稱為大注入。大注入只在正向偏置中存在。 大注入時的邊界條件為 大注入效應大注入效應 kTqVinnenxp2)(kTqVippenxn2)( 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3165Principle

10、of Semiconductor Devices 大注入下通過P-N結的總電流可表示為： 同理可得，對于大注入到p區(qū)的電子電流 )2exp()2()(0inpipnpnpkTqVLnDqxJJ)2exp(2kTqVLnqDJpip)2exp(2kTqVLnqDJnin 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3166Principle of Semiconductor Devices小結：大注入使擴散系數加倍，少子擴散系數由DP增加到2DP，此時，漂移電流和擴散電流各占一半。大注入時電流對電壓的依賴關系由小注入的exp(qV/kT)變?yōu)閑xp(qV/2kT)，電流隨電壓增加的速度變慢。

11、大注入的電流密度與N區(qū)摻雜濃度無關，只與ni成正比。而小注入下與ni2/ND成比例。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3167Principle of Semiconductor Devices 大電流時，在串聯電阻R（包括中性區(qū)的電阻和非理想歐姆接觸的電阻）上的壓降不能忽略。 實際加在勢壘上的電壓只有VIR，因此 電流隨正向電壓增加的速度變慢 串聯電阻效應串聯電阻效應 kTqIRkTqVSkTIRVqSeeIeII)( 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3168Principle of Semiconductor Devices 工作溫度對器件的性能影響很多，無論是

12、正偏還是反偏，擴散電流和復合產生電流的大小都強烈依賴于溫度。1. 反向偏置時反向偏置時： 在室溫附近，對Si的pn結，溫度每增加1K，IS相應增加15，即溫度每增加6，反向電流增加1倍。 2.正向偏置時：正向偏置時： 對Si的pn結，V0.6V，室溫附近，溫度每增加10，電流增加1倍，電壓變化率約為2mV/。 溫度效應溫度效應 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3169Principle of Semiconductor Devices2.4 pn結的瞬態(tài)特性 正向偏置時，電子從n區(qū)注入到p區(qū)，空穴從p區(qū)注入到n區(qū)，少子一旦注入，便和多子復合，最終形成非平衡載流子濃度隨距離呈指數衰

13、減的穩(wěn)定分布，這些非平衡載流子導致pn結內的電荷積累，即等量的過剩電子電荷和過剩空穴電荷的存貯。 當結上外加偏壓突然反向時，這些存貯電荷不能立即去除，需要經過一定時間，pn結才能達到反偏狀態(tài)，這個時間稱為反向恢復時間。 存貯電荷和電流等隨時間的變化說明pn結的反向瞬態(tài)特性。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3170Principle of Semiconductor Devices少數載流子的存貯 少子存貯的電荷依賴于擴散長度和耗盡區(qū)邊界上的電荷密度。 用注入電流來表示存貯電荷： 即存貯電荷是注入電流和少子壽命的乘積。 結論：注入的電流越大，進入中性區(qū)的少子結論：注入的電流越大，

14、進入中性區(qū)的少子越多；少子壽命越長，注入的少子在復合之越多；少子壽命越長，注入的少子在復合之前擴散進中性區(qū)越遠，積累的少子也越多。前擴散進中性區(qū)越遠，積累的少子也越多。 ) 1(0kTqVnppFFepLqADIpppDLFpFpppIIDLQ2 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3171Principle of Semiconductor DevicesP-N結擴散電容 擴散區(qū)內存貯電荷量隨電壓而改變的現象稱之為擴散電容。 當pn結正偏時，中性區(qū)存貯電荷的再分布對結電容有一項附加的重要貢獻即為擴散電容Cd ： PN結擴散電容考慮少子存貯對Cd的貢獻：dVdQACpdkTqVpnn

15、pdenqLpqLkTAqC0)22(00 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3172Principle of Semiconductor Devices瞬態(tài)特性和反向恢復時間 PN結的反向瞬變過程可以分為電流恒定和電流衰減兩個階段，相應的瞬變時間分別以tS和tf表示。tS稱為存儲時間，tf稱為下降時間，定義為從IR衰減到0.1IR所經過的時間。 tofftStf即為反向恢復時間，比偏壓從反向突變?yōu)檎虻乃沧儠r間長的多。 采用電荷控制模型，對長pn結近似計算瞬變時間。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3173Principle of Semiconductor Dev

16、ices電荷控制模型 反偏剛開始時，0tLp）的pn結: 反向恢復時間可近似為： 對WnLp時，可近似為： 對于高速開關器件，必須減小少子壽命。因此通常引進能級靠近禁帶中央的復合中心，如硅中摻金，可以大大降低少子壽命。 )(2RFpfSIItt)(22RFpnfSIIDWtt 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3175Principle of Semiconductor Devices2.5 pn結的擊穿特性 引起P-N結擊穿的主要機構有三種： 熱不穩(wěn)定性，隧道效應和雪崩倍增 熱擊穿 發(fā)生熱擊穿的P-N結，若未采取保護措施，會燒毀P-N結。 隧道擊穿 利用P-N結擊穿現象來穩(wěn)定電路

17、中的電壓，作為穩(wěn)壓管使用，在該電路中有保護電阻以防止P-N結電流的無限增大。 雪崩倍增效應（Avalanche Multiplication） 碰撞電離引起的雪崩倍增使大多數半導體器件的工作電壓受到限制，同時可以用在產生微波功率和探測光信號等場合。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3176Principle of Semiconductor Devices1、熱不穩(wěn)定性、熱不穩(wěn)定性 由于在高反向電壓作用下的反向電流引起熱耗散，使結溫升高。結溫升高又反過來使反向電流增加，因為反向電流強烈地依賴溫度： IR T3 e-Eg0/kT 反向電流熱耗散結溫升高反向電流增加對禁帶寬度較小，反

18、向電流較大的P-N結（如鍺），室溫下的熱不穩(wěn)定性是重要的。對于一般P-N結不那么重要。特別是在低溫下，熱不穩(wěn)定性就變得更不重要了。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3177Principle of Semiconductor Devices2、隧道擊穿、隧道擊穿 當P-N結兩區(qū)摻雜都很高時，勢壘區(qū)變得很窄且電場很強。若反偏壓增加到某一值，能帶彎曲度的增大，將使載流子從勢壘區(qū)電場中獲得的附加靜電勢能達到甚至超過導帶底電子的能量。此時，根據量子力學理論，電子有一定幾率穿過禁帶而進入導帶，這就叫隧道效應。電壓越大，勢壘區(qū)電場就越強，隧穿幾率就越大。這就使反向電流猛增，于是發(fā)生了隧道擊穿

19、。理論計算表明，隧道擊穿只發(fā)生在重摻雜的P-N結中，典型的勢壘厚度為100的量級，電場強度大于106V/cm。隧道擊穿的擊穿電壓主要決定于勢壘區(qū)厚度 d，而d又正比于Eg。而多數半導體的禁帶寬度Eg隨溫度增加而減小，亦即隨著溫度升高，擊穿電壓降低，擊穿電壓的溫度系數是負的。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3178Principle of Semiconductor Devices3、雪崩擊穿、雪崩擊穿 雪崩擊穿是最重要的P-N結擊穿機構。它決定了大多數器件所加反向電壓的上限。 雪崩擊穿條件雪崩擊穿條件雪崩擊穿電壓雪崩擊穿電壓提高雪崩擊穿電壓的途徑：提高雪崩擊穿電壓的途徑： 電場

20、限制環(huán)、擴散環(huán)、臺面結構等 10WdxWVmBB21 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3179Principle of Semiconductor Devices 雪崩擊穿電壓比隧道擊穿電壓高得多。 研究表明：VB6（Eg/q）時主要是雪崩擊穿，擊穿電壓在46（Eg/q）之間，則是兩種機構的混合。 對硅來說，Eg=1.12eV，若VB 6.7V為雪崩擊穿； 對鍺，Eg=0.66eV，VB4.0V的為雪崩擊穿。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3180Principle of Semiconductor Devices（a）隧道擊穿 （b）雪崩擊穿 中國科學技術大學物

21、理系微電子專業(yè)2022-5-3181Principle of Semiconductor Devices隧道擊穿與雪崩擊穿的比較 齊納擊穿雪崩擊穿單邊突變結N（cm-3）線性緩變結a(cm-4)擊穿電壓VB（V）單邊突變結N(cm-3)線性緩變結a(cm-4)擊穿電壓VB(V)Si61017510234.5310176.7Ge11018210232.7110174.0溫度系數負溫度系數正溫度系數 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3182Principle of Semiconductor DevicesSi，GaAs單邊突變結擊穿臨界電場和襯底摻雜濃度的關系結擊穿 中國科學技術大

22、學物理系微電子專業(yè)2022-5-3183Principle of Semiconductor Devices結擊穿 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3184Principle of Semiconductor Devicesp+- -n+ 或 p+- -n+結擊穿電壓與低摻雜濃度區(qū)厚度的關系: p型輕摻雜: n型輕摻雜結擊穿 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3185Principle of Semiconductor Devices結擊穿（b）通過矩形掩膜擴散形成柱面區(qū)和球面區(qū)（a）擴散掩膜的邊緣結形成彎曲 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3186Pr

23、inciple of Semiconductor Devices2.6 異質結與高低結1. 高低結高低結發(fā)生在同一材料兩個具有相同導電類型的半導體接觸之間的結，由于結中一側摻雜濃度很高，另一側摻雜較低，所以稱為高低結，NN或PP。 高低結對任何方向的電流都不呈高阻，基本上也沒有少子注入效應，具有歐姆接觸的性質，對不希望有注入效應的情況非常有用，實際很多器件利用這種結完成歐姆接觸。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3187Principle of Semiconductor Devices以以NN為例分析：為例分析： 處于平衡狀態(tài)時，界面處要形成勢壘，但 NN結與pn結不同的地方在

24、于勢壘高度qVD比較低，主要取決于輕摻雜N區(qū)的費米能級位置。因為NN結勢壘較低且不處于耗盡狀態(tài)，所以結處沒有高阻區(qū)。外加電壓不像pn結那樣主要發(fā)生在勢壘區(qū)，而是主要降落在N區(qū)。正偏時，N區(qū)中電子向N區(qū)運動，N區(qū)中空穴向N區(qū)運動，由于N區(qū)電子濃度很高，N區(qū)的空穴濃度很低，因此正向電流主要是電子電流。反偏時，N區(qū)中空穴向N區(qū)運動，N區(qū)中電子向N區(qū)運動，由于N區(qū)空穴濃度很低，N區(qū)的電子濃度較高，因此反向電流主要是電子電流。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3188Principle of Semiconductor Devices2. 異質結異質結 兩種不同質的材料構成的接觸稱為異質結

25、。 制作方法：氣相外延，液相外延，真空蒸發(fā)法，陰極濺射，分子束外延等 按組分轉變情況分突變異質結和緩變異質結。 按構成異質結的材料分為同型異質結和異型異質結。 二十世紀五十年代開始提出異質結的設想，目前已經制成高效率的異質結光電池和發(fā)光管，雙異質結的半導體激光器，超晶格結構等。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3189Principle of Semiconductor Devices禁帶寬度不同的兩種單晶材料一起構成的晶體界面成為異質結， 例如 GaAs/ AlxGa1-xAs, InP/ InxGa1-xAs1-yPy異質結。若異質結兩邊材料的導電類型相同，則成為同型異質結，

26、如 n- GaAs/ N- AlxGa1-xAs, p-GaAs/p- AlxGa1-xAs。若兩種材料的導電類型不同，則為異型異質結，如n- GaAs/ P- AlxGa1-xAs。在這些表達中，我們通常以小寫的 n，p表示窄帶隙材料，以大寫的N，P表示寬帶隙材料。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3190Principle of Semiconductor Devices半導體異質結的能帶結構半導體異質結的能帶結構異質結的能帶結構與構成異質結材料的禁帶寬度、禁帶失調有關。設構成異質結材料的禁帶寬度分別為Eg1Eg2。禁帶的失調可能有三種情形：1）Eg2包含在Eg1之間，如Ga

27、1-xAlxAs與GaAs ；2）Eg1與Eg2禁帶相互錯開，如Ga1-xInxAs（下）和GaAs1-xSbx（上）；3）二者沒有共能量，如InAs（下）與GaSb（上） 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3191Principle of Semiconductor Devices 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3192Principle of Semiconductor Devices 為了解釋為了解釋NP GeGaAs異質結的實驗異質結的實驗現象，現象，Anderson在在1962年提出一個異質年提出一個異質結的理論模型。結的理論模型。 安德森模型假定兩種材料

28、具有完全相同安德森模型假定兩種材料具有完全相同的晶體結構、晶格常數和熱膨脹系數，的晶體結構、晶格常數和熱膨脹系數，這樣可以把由這些差別而產生的懸鍵和這樣可以把由這些差別而產生的懸鍵和界面態(tài)的影響忽略不計，凡晶格失配小界面態(tài)的影響忽略不計，凡晶格失配小于于1的異質結都成立。的異質結都成立。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3193Principle of Semiconductor Devices晶格失配21212aaaaaa 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3194Principle of Semiconductor Devices2/1221121212/1221

29、1221122/12211121212211)(2)()(2)()(2VVNNNqNCNNqNVVNxNNqNVVNxEEbiADADADAbiDADDbiA212211212122112)()(2ADADDADmNNNqNNNVxxx 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3195Principle of Semiconductor Devices異質結的輸運電流異質結的輸運電流異質結的輸運電流異質結的輸運電流kTqVkTVqAJkTqVVVJJbibibiexp1exp1*00122kTqVkTqVkTqVeeeAID 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3196Prin

30、ciple of Semiconductor Devices 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3197Principle of Semiconductor Devices 異質結的較為重要的電流模型分為五種：異質結的較為重要的電流模型分為五種：安德森模型 即熱發(fā)射電流模型。簡單隧道模型 Rediker于1964年提出，在考慮熱發(fā)射電流機構的同時，計入了尖峰勢壘的隧道效應隧道電流模型 伴隨有界面復合作用在內的隧道復合過程。界面態(tài)復合模型 Van Ruyven 1965年提出，考慮兩種材料在界面態(tài)進行復合。復合隧道模型 隧道電流和熱發(fā)射電流，且二者在界面態(tài)上匯合的復合隧道模型。 實際

31、上，異質結往往同時存在多種電流機構，哪種機構為主將取決于界面上的能帶不連續(xù)性和界面態(tài)參數情況。 主要用途：高效率的光電池、發(fā)光管和激光器等。 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-3198Principle of Semiconductor Devices異質結的應用 異質結的主要應用之一是形成量子阱。它由兩個異質結背對背相接形成的。 異質結的主要應用之二是形成超晶格。它由異質結交替周期生長形成。超晶格是Esaki和Tsu在1969年提出的。 Esaki等提出的超晶格有兩類：1）同質調制摻雜；2）異質材料交替生長。 超晶格或多量子阱間的共振隧穿效應 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)20

32、22-5-3199Principle of Semiconductor Devices 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31100Principle of Semiconductor Devices 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31101Principle of Semiconductor DevicesPIN二極管電場分布：sidiqNdxd22nxxd022dxdidx 0siaiqNdxd220 xxp 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31102Principle of Semiconductor DevicesPIN二極管電場和電勢表達式：

33、對于同樣的工作電壓, p-i-n二極管可以減小耗盡區(qū)的最大電場強度。sindsipamdxqNxqN2dWdmm 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31103Principle of Semiconductor Devices 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31104Principle of Semiconductor Devices 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31105Principle of Semiconductor Devices 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31106Principle of Semiconductor

34、 Devices圖6-29 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31107Principle of Semiconductor Devices 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31108Principle of Semiconductor Devices 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31109Principle of Semiconductor Devices 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31110Principle of Semiconductor Devices 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31111Princi

35、ple of Semiconductor Devices 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31112Principle of Semiconductor Devices 由于人眼只對光子能 量 h 等 于 或 大 于1.8eV(0.7m)的光線感光，因此所選擇的半導體，其禁帶寬度必須大于此極限值。右圖標示了幾種半導體的禁帶寬度值。人眼的相對靈敏度FWHMm555. 0m紅外紅綠紫紫外橙黃藍SiGaAsCdSeGaPCdSSiCGaN ZnSyy- 1PGaAs人眼的相對靈敏度FWHMm555. 0m紅外紅綠紫紫外橙黃藍SiGaAsCdSeGaPCdSSiCGaN ZnSyy- 1

36、PGaAs2 . 16 . 10 . 24 . 28 . 22 . 36 . 30 . 18 . 07 . 06 . 05 . 045. 04 . 035. 0m/eV/gE2 . 16 . 10 . 24 . 28 . 22 . 36 . 30 . 18 . 07 . 06 . 05 . 045. 04 . 035. 0m/eV/gE圖 8.6 常作為可見光 LED 的半導體. 途中還表示了人眼的相對靈敏度 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè)2022-5-31113Principle of Semiconductor Devices圖(b)則是以磷化鎵為襯底制造的發(fā)橙、黃或 綠 光 的 間 接 帶 隙LED,用外延方法生長的緩變型GaAs1-yPy合金層用來使界面間因晶格不匹配所導致的非輻射性中心減至最小。 平面二極管架構的可見光LED的基本結構圖。其中圖(a)的截面圖是以砷化鎵為襯底制造的發(fā)紅光的直接禁帶LED。AGaAsPGaAspnB) 4 . 00(PGaAsyy- 1y緩 變 合 金發(fā) 射 光 子C)(a吸 收 光 子AGaAsPGaAspnB) 4 . 00(PGaAsyy- 1y緩 變 合 金發(fā) 射 光 子C)(a吸 收 光 子發(fā) 射 光 子緩 變 合 金yy- 1PGaAsGaPyy- 1PGaAspn反 射 接 觸2SiO)(b發(fā)