半導体の接合

半導体の接合(教科書 p. 154-173)
目
標
次の用語の意味を正しく理解すること
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
仕事関数
電子親和力
空乏層
ショットキー接合
オーミック接合
pn接合
整流作用
※pn接合の作り方は省略
①仕事関数(教科書 p. 154-155)
φ
[eV]
Pt
5.3
Ni
5.0
W
4.5
Cu
4.3
Ca
3.2
Ba
2.5
Cs
1.8
BaO
1.1
原子のイオン化エネルギー
基底状態にある気体状の原子から真空中で電子1個を取
り除いて陽イオンにするのに必要なエネルギー
高い(不安定)
エネルギー
真空のエネルギー
原子のイオン化エネルギー
原子価軌道のエネルギー
価電子
低い(安定)
= 0 とおく
第一イオン化エネルギー(参考)
φ
[eV]
Pt
5.3
Ni
5.0
W
4.5
Cu
4.3
Ca
3.2
Ba
2.5
Cs
1.8
電極として良く使われる金属
n型→ Al, In
p型→ Ni, Au
Ni
BaO
1.1
T > 0 K の仕事関数(教科書 p. 156)
0 eV
仕事関数
仕事関数の異なる金属接合(教科書 p. 156)
接合前
0 eV
仕事関数B
仕事関数A
仕事関数の異なる金属接合(教科書 p. 156)
接合直後
0 eV
仕事関数の異なる金属接合(教科書 p. 156)
遷移状態
障壁
接触電位差
仕事関数の異なる金属接合(教科書 p. 156)
接合完了
④ショットキー接合(教科書 p. 157)
接合前
φMーφS > 0
0 eV
電子移動
②電子親和力
ショットキー接合(教科書 p. 157)
接合完了
③空乏層
順バイアス(教科書 p. 163)
V
+V
金属
n型半導体
V
V
逆バイアス(教科書 p. 163)
V
-V
金属
n型半導体
V
V
ショットキーダイオード(教科書 p. 166)
+V
-V
金属
金属
n型半導体
n型半導体
⑤オーミック接合(教科書 p. 166-167)
接合前 φMーφS < 0
真空準位
電子移動
オーミック接合(教科書 p. 166-167)
⑥pn接合(教科書 p. 171)
接合前のエネルギーバンド
pn接合(教科書 p. 171)
接合後のエネルギーバンド
拡散電位
pn接合(教科書 p. 171)
-
B
+
As
pn接合(教科書 p. 171)
-
B
+
As
⑦pn接合の整流作用(教科書 p. 169-173)
p型半導体
p型半導体
n型半導体
n型半導体
順バイアス(教科書 p. 172)
逆バイアス(教科書 p. 172)