Der einfache pn-Übergang

Zusammenfassung

In vielen Bauelementen der Halbleitertechnik spielen ein oder mehrere pn-Übergänge eine entscheidende Rolle. Wir wollen uns deshalb in diesem Buch mit der Physik des pn -Übergangs beschäftigen. Dabei beginnen wir mit dem stromlosen Fall. Wir stellen uns also einen Siliziumkristall vor (Abb. 1.1), der auf beiden Seiten mit geerdeten Elektroden versehen ist. Links ist er mit Aluminium und rechts mit Phosphor dotiert. In der Praxis geschieht das durch Diffusions-, Le-gierungs-, Epitaxie- oder Implantationsprozesse. Bei x = 0 sollen die beiden Dotierungen abrupt aneinanderstoßen. Das dreiwertige Aluminium wirkt in dem vierwertigen Silizium als Akzeptor A ^-. Links stellt sich also eine Defektelektronenkonzentration

$$ % MathType!MTEF!2!1!+- % feaagCart1ev2aaatCvAUfKttLearuavP1wzZbItLDhis9wBH5garm % Wu51MyVXgaruWqVvNCPvMCaebbnrfifHhDYfgasaacH8srps0lbbf9 % q8WrFfeuY-Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0-yr0RYxir % -Jbba9q8aq0-yq-He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaciGacaGa % aeqabaWaaeaaeaaakeaaqaaaaaaaaaWdbiabdchaWjabg2da9iabdc % haW9aadaWgaaWcbaWdbiabdchaWbWdaeqaaOWdbiabgIKi7kabd6ga % U9aadaWgaaWcbaWdbiabdgeab9aadaahaaadbeqaa8qacqGHsislaa % aal8aabeaaaaa!3B04! p = {p_p} \approx {n_{{A^ - }}} $$

((1.1))

ein; denn für Gebiete, die von der Stoßstelle der Dotierungen weit entfernt sind, ist Neutralität zu fordern und die Ladungen der positiven Defektelektronen und der negativen Akzeptoren müssen sich kompensieren. Rechts liegt entsprechend eine Elektronenkonzentration

$$ % MathType!MTEF!2!1!+- % feaagCart1ev2aaatCvAUfKttLearuavP1wzZbItLDhis9wBH5garm % Wu51MyVXgaruWqVvNCPvMCaebbnrfifHhDYfgasaacH8srps0lbbf9 % q8WrFfeuY-Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0-yr0RYxir % -Jbba9q8aq0-yq-He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaciGacaGa % aeqabaWaaeaaeaaakeaaqaaaaaaaaaWdbiabd6gaUjabg2da9iabd6 % gaU9aadaWgaaWcbaWdbiabd6gaUbWdaeqaaOWdbiabgIKi7kabd6ga % U9aadaWgaaWcbaWdbiabdseae9aadaahaaadbeqaa8qacqGHRaWkaa % aal8aabeaaaaa!3AF3! n = {n_n} \approx {n_{{D^ + }}} $$

((1.2))

vor. Die Konzentrationen n _A- und n _D+ der Akzeptoren A ^- und der Donatoren D ⁺ betragen in der Praxis 10¹³... 10¹⁹ cm^-3.