ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР Советский патент 1968 года по МПК H01L29/06 H01L45/00 

Описание патента на изобретение SU213194A1

Известны полупроводниковые приборы с одним или несколькими р-п-переходами, включенными в прямом направлении и удаленными от контакта, не препятствующего движению неосновных носителей. В известных приборах л елательно иметь как можно меньше отношение расстояния между контактами к длине диффузионного смещения.

В предлагаемых приборах толщина слоя полупроводника между переходом и при низких уровнях инжекции контактом выбрана в несколько раз большей длины диффузионного смещения, а в качестве материала использован высокоомный полупроводник.

В этих приборах в прямом направлении практически все напряжение падает на толще полупроводника и лишь малая доля - на р-п - Переходе. Сопротивление толщи при высоких уровнях инъекции полностью определяется концентрацией неравновесных носителей. Последняя зависит от величины инъекционного тока, т. е. от напряжения на р-п- переходе, и от длины диффузионного смещения.

В таком диоде изменение (например, уменьшение) проводимости толщи вызывает соответствующее уменьшение напряжения на р-п-переходе. Последнее же приводит к уменьшению инъекции носителей в полупроводник, т. е. к снижению концентрации неравновесных носителей и к дополнительному уменьшению проводил-юсти толщи.

Это вторичное уменьшение проводимости приводит к новому снижению напряжения на р-п - переходе, т. е. к новому снижению инъекционного тока и т. д. Такой процесс изменения тока продолжается до установления нового стационарного состояния. Первоначальное изменение проводимости толщи спускает «лавинный механизм изменения проводимости диода в том же направлении, что и первичное изменение. Таким образом, структура р-п - переход плюс толща полупроводника достаточной щирины при высоких ypojнях инъекции оказывается способной усиливать первичное воздействие, оказанное на проводимость толщи полупроводника.

При высоких уровнях инъекции и условии

1 1 для диодов следующее выражение вольтампериой характеристики:

qv

25 I Id ;

(1) (2) 1 -плотность тока; V - полное Приложенное к диоду напряжение;q - заряд электрона; k - постоянная Больцмана; Т- абсолютная температура; d - толщина диода, т. е. расстояние от области объемного заряда р-п- перехода до омического контакта; L - эффективная длина диффузионкого смещения отношение подвижностеи электронов и дырок; Ре-удельное сопротивление исходного вещества; - время жизни неосновных носителей. Как видно из формул 1-3, прямой ток злвисит от отношения - . Ток экспоиенциально меняется с изменением С, которая, в CBOFO очередь, связана экспоненциальной зависимостью с отношением - . Таким образом, при L условии 1 I любое воздейсгвие на отношение - приведет к сильному изменению Формулы 1-3 описывают стационарные вольтамперные характеристики при наличии инъекции только из основного р-п - перехода. Поэтому они характеризуют изменение тока днода практически только при воздействии d на отношение - , т. е. при воздействиях, непосредственно не меняющих концентрацию неравновесных носителей. Однако возможно воздействие и непосредственно на концентрацию неравновесных носителей. Это возможно, например, при освещении светом или другим излучением путем введения неосновных носителей из дополнительного р-па - перехода (или точечного контакта), осуществленного на базовой области. Так, управление током диода путем модуляции величины d возможно, например, изменением ширины слоя объемного заряда, если она достаточно велика. Такой способ может быть осуществлен в приборах из полупроввдника с малой концентрацией примесей и носителей (порядка 10ii + lOi2cM s). Унравление током посредством модуляции длины диффузионного смещения возможно несколькими путями, например, изменяя подвижность носителей. Подвижность, в частности, зависит от напряженности магнитного ноля. Например, поле Н 20000э при комнатной температуре изменяет цр на 30-40%. Соответствующее изменение L будет порядка 15-20i/o- Следовательно, при - 5 и TC такое поле будет изменять ток в несколько десятков раз. Благодаря высокой магниточувствительности таких диодов на их основе могут быть созданы различные приборы для измерения магнитного поля, а также для усиления электрических сигналов. Кроме подвижности длина диффузионного смещения зависит также и от времени жизни . Следовательно, любой фактор, влияющий на -Гр, будет оказывать влияние и на L. Одной из причин, влияющих на Тр , является скорость поверхностной рекомбинации, которая очень сильно зависит от состояния ПОверхности и от окружающей среды. Время жизни может зависеть также и от концентрации неравновесных носителей. Оно либо возрастает, либо убывает в зависимости от целого ряда параметров вещества, а также от температуры. Время жизни зависит от концентрации лишь в узкой области концентраций. Если с ростом уровня инъекции время жизни возрастает, то наблюдается «самоумножение носителей. Неосновные носители, инъек-, тированные из р-п-перехода, повышают время жизни в толще полупроводника. Это приводит к дополнительному повыщению концентрации неравновесных носителей и, следовательно, к дополнительному повышению проводимости толщи полупроводника, что приводит к резкому возрастанию тока. Можно показать, что такой лавинный процесс «самоумножения тока приводит к появлению участка отрицательного сопротивления в прямой ветви диода. Такие приборы могут быть использованы для генерации колебаний различной формы, а также в ряде других схем. Если с ростом тока время жизни убывает, то также возможно появление участка отрицательного сопротивления. На время жизни может влиять освещение, а также инжекция носителей из дополнительного контакта. Следовательно, если с ростом концентрации неравновесных носителей время жизни возрастает, то такне диоды будут очень чувсгвительны к освещению и могут быть использованы как чувствительные приемники света, а также и других видов излучения. 5 В качестве материала для изготовления предлагаемых приборов можно использовать высокоомный полупроводник, в котором время жизни неосновных носителей зависит от их концентрации.5 Иредмет изобретения Полупроводниковый прибор с одним или несколькими р-п - переходами, включенными в прямом направлении и удаленными от кон-Ю такта, не препятствующего движению неосновных носителей, отличающийся тем, что, с целью регулирования тока прибора при внещ6них йоздействиях, например, магнитного поля, светового или другого излучения, изменения состава окружающей среды, либо внутренних, например, протекающего через него тока, на параметры неравновесной проводимости, например, время жизни, подвижность неосновных носителей, при высоких уровнях инжекции последних, толщина слоя полупроводника между р-п - переходом и упомянутым контактом выбрана в несколько раз большей длины диффузионного смещения при низких уровнях инжекции, а в качестве материала использован высокоомный полупроводник.

Похожие патенты SU213194A1

название год авторы номер документа
Способ определения времени жизни неосновных носителей заряда в полупроводниковых приборах с @ - @ переходами 1982
  • Карапатницкий Игорь Анатольевич
  • Бунегин Владимир Вячеславович
  • Коротков Сергей Владимирович
SU1092436A1
МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЙ ИК-ПРИЕМНИК НА ГОРЯЧИХ НОСИТЕЛЯХ С ДЛИННОВОЛНОВОЙ ГРАНИЦЕЙ 0,2 ЭВ 1993
  • Рязанцев И.А.
  • Двуреченский А.В.
RU2065228C1
МУЛЬТИЭПИТАКСИАЛЬНАЯ СТРУКТУРА КРИСТАЛЛА ДВУХИНЖЕКЦИОННОГО ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ГИПЕРБЫСТРОВОССТАНАВЛИВАЮЩЕГОСЯ ДИОДА НА ОСНОВЕ ГАЛЛИЯ И МЫШЬЯКА 2011
  • Войтович Виктор Евгеньевич
  • Гордеев Александр Иванович
  • Думаневич Анатолий Николаевич
  • Крюков Виталий Львович
RU2531551C2
Солнечный фотопреобразователь на основе монокристаллического кремния 2017
  • Ахмедов Фатхулла Абдуллаевич
  • Бичурин Хамза Исхакович
  • Панов Дмитрий Витальевич
  • Семенов Валерий Васильевич
  • Тельнов Олег Викторович
RU2655704C1
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДЕТЕКТОР С ВНУТРЕННИМ УСИЛЕНИЕМ НА ОСНОВЕ ПОЛУИЗОЛИРУЮЩЕГО АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2015
  • Толбанов Олег Петрович
  • Зарубин Андрей Николаевич
  • Тяжев Антон Владимирович
  • Лозинская Анастасия Дмитриевна
RU2586081C1
Способ определения времени жизниНЕОСНОВНыХ НОСиТЕлЕй зАРядА B Об'ЕМЕпОлупРОВОдНиКА 1979
  • Кляус Хрисостемус Иосифович
  • Сердюк Юрий Николаевич
  • Черепов Евгений Иванович
SU832625A1
РЕВЕРСИВНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР 1986
  • Грехов И.В.
  • Горбатюк А.В.
  • Костина Л.С.
RU2006992C1
СВЕТОДИОД НА ОСНОВЕ КАРБИДА КРЕМНИЯ 1980
  • Гусев В.М.
  • Демаков К.Д.
  • Столярова В.Г.
SU1026614A1
СОЛНЕЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКОЙ НА ФРОНТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ 2013
  • Ахмедов Фатхулла Абдуллаевич
  • Каган Марлен Борисович
  • Плеханов Сергей Иванович
  • Унишков Вадим Алексеевич
RU2529826C2
НЕЙРИСТОР НА ОСНОВЕ ПРИБОРОВ С 5-ОБРАЗНОЙ ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ 1973
  • П. Е. Кандыба, Г. И. Фурсин К. Ф. Комаровских
SU395862A1

Реферат патента 1968 года ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР

Формула изобретения SU 213 194 A1

SU 213 194 A1

Даты

1968-01-01Публикация