Контактные явления в полупроводниках. 
Электрические переходы

Основные определения.

Классификация электрических переходов Основная масса дискретных полупроводниковых приборов, основных элементов интегральных схем, оптоэлектронных приборов и устройств других типов представляют собой сугубо неоднородные структуры. При контакте двух полупроводников с различными электрофизическими параметрами или полупроводников с металлами и диэлектриками в пограничных контактных слоях возникают электрические потенциальные барьеры, и концентрации носителей заряда внутри этих слоев могут сильно изменяться по сравнению с их значениями в объеме. Эти контактные слои называют электрическими переходами. Электрические переходы используются практически во всех полупроводниковых приборах. Физические процессы в электрических переходах являются определяющими в большинстве приборов.

Существует заметное число разновидностей таких переходов. Переходы между областями полупроводника с различными видами проводимости называются электронно-дырочными или р-п-переходами. Характеристики этих переходов определяются распределением концентрации примесей, шириной запрещенной зоны, диэлектрической проницаемостью полупроводника и геометрией контактирующих областей.

Если концентрации примесей в контактирующих областях одинаковы, то р—л-переход называют симметричным. В противном случае, т. е. при разных концентрациях легирующих примесей, он называется несимметричным. При этом если уровень легирования примесью одной области примерно на порядок или более превышает уровень другой, то область с большей концентрацией примесных атомов называют эмиттером, а с меньшей — базой. Область с повышенной концентрацией примесей обозначается как /г * или р⁺. Электрический переход может образоваться и при контакте областей полупроводника с одним типом проводимости, но с существенно разной концентрацией легирующей примеси, такие переходы называются электронно-электронными (л⁺—л) или дырочно-дырочными (р^—р).

При контакте полупроводников с различной шириной запрещенной зоны образуются гетеропереходы, а при контакте областей с одной шириной запрещенной зоны формируются гомопереходы. Поверхность, где концентрации примесей равны по величине и которая разделяет области с дырочной и электронной проводимостью, называется металлургической границей (МГ).

В электронных полупроводниковых приборах и интегральных схемах широко используются электрические переходы при контакте полупроводник — металл, а также переходы между металлом и диэлектриком, диэлектриком и полупроводником.

Из всего многообразия электрических переходов в электронных приборах наибольшее применение нашли р—л-переходы и контакт металла с полупроводником. Далее наиболее подробно будут рассматриваться р—л-переходы, являющиеся основой микроэлектроники и дискретных полупроводниковых приборов, а также контакты металла с полупроводником, широко применяемые как для изготовления полупроводниковых приборов, так и для омических контактов, особенно при изготовлении выводов приборов и различных соединений в интегральных схемах. Другие виды переходов будут описаны непосредственно при изучении конкретных типов приборов, где такие электрические переходы используются.

Различные виды р—л-переходов играют важную роль в современной электронике как самостоятельные приборы (диоды) и как составляющие элементы, определяющие работу других полупроводниковых приборов.