валентная зона

Валентная зона

Рис, 9.1. Равновесные уровни энергии здектронов двух изолированных полупроводников

внутри материала имеются изменения положения краев зон Де,; и \i-v. В нашем примере (гетеропереход между GaAs и Gao, Alo з As) х - Лес 0,32 эВ и Atv 0,05 эВ. На рис.9.2 представлена равновесная схема энергетических уровней идеального скачкообразного перехода между материалами, уровни которых изображены на рис. 9.1, когда оба полупроводника легированы до п-типа. Разность потенциалов в переходе приводит к образова-

Одогащенный слой

Переход

Обедненный слой

Вануумный уровень 1

Вануумный уровень Z

Область 1 Область 2

Рис. 9.2. Равновесные уровни энергии электронов в сечении гетероструктуры 240

1 V,8

Рис. 9.3. Типичная вольт-амперная характеристика, полученная для n-N. GaAs-GaAIAs гетероперехода. [А. Chandra and L. F. Eastman, Rectification at П-П GaAs. (Ga, AI) As Heterojunctions. - Ets. Letts. 15, 90 I (I -Feb. 1979).l

I у Омическая 30 Г

Неомическая

Рис. 9.4; Вольт-амперная характеристика n-N гетероструктуры, образо ванной между GaAs и GaAIAs. [J. F. Womac and R. H. Rediker. The graded-gap AUGai-.rAs-Ga.s hctc-rojunction. - J. Appi. Jhys, 43, 4129 -33 (1972).]

НИЮ обедненного слоя для электронов в области 2 и обогащенного слоя для электронов в области 1. Роль неосновных дырок незначительна. Потенциальный барьер для электронов дает увеличение неомической проводимости при низких напряжениях смещения. Слабо легирован-

Переход

Вакуумный уроВекь /

Off/iacmb / Р

Область 2 Р

Рис. 9.5. Равновесные электронные уровни в сечении п-Р гетероперехода

ные резкие п N гетеропереходы между GaAs и Ga.i К,з As проявляют выпрямительные свойства, как показано на вольт-амперной характеристике (рис. 9.3). Однако вообще п гетеропереходы в системе GaAlAs/GaAs имеют омические характеристики типа (рис. 9.4). Может наблюдаться и пеомическин характер (рис. 9.4), но такой переход оказывается нестабильным. Омический характер зависимости может объясняться тем, что практически переход оказывается не скачкообразным, а имеет протяженность, сравнимую с толщиной обогащенного или обедненного слоя. В таком случае всплеск потенциала не оказывает существенного влияния, а электроны и дырки свободно пересекают переход под действием приложенного напряжения. Необходимо отметить, однако, что точная структура гетероперехода очень сложна н не полностью понята. Заметные напряжения в области перехода

Переход

уровень I

Оаласть / п

ОдеЗненнш \ слой

Вануумный уровень Z

О власть 2 Р

Вануумный уровень 1

Переход Несмещенный вануумный

Вакуумный уровень 2

Несмещенный ez

Рнс. 9.6, Электронные уровни в сечеиии п-Р гетероструктуры: о - в равновесии: б - при положительном смещении