"Електронно-діркові гетеропереходи і їх відмінності від гомопереходов"
Контакт двох різних за хімічним складом напівпровідників. На кордоні розділу ПП зазвичай змінюються ширина забороненої зони, рухливість, їх ефективні маси і ін. Характеристики. У різкому Г. зміна св-в відбувається на відстані, порівнянному або меншому, ніж ширина області об'ємного заряду (див. ЕЛЕКТРОННО-доручених переходах). Залежно від легування обох сторін Г. можна створити р n-Г. (Анізотіпние) і n-Г. або р р-Г. (Ізотипних). Комбінації разл. Г. і монопереходов утворюють гетероструктури.
ОбразованіеГ. вимагає стикування крист. решіток, можливо лише при збігу типу, орієнтації і періоду крист. решіток зрощуються матеріалів. Крім того, в ідеальному Г. межа розділу повинна бути вільна від структурних і ін. Дефектів (дислокацій, точкових дефектів і т.п.), а також від механіч. напруг. Найбільш широко застосовуються монокрісталліч. Г. між напівпровідниковими матеріалами типу AIIIBV і їх твердими розчинами на основі арсеніду, фосфидов і антимонидов Ga і Al. Завдяки близькості ковалентних радіусів Ga і Al зміна хім. складу відбувається без зміни періоду решітки. Гетероструктури отримують також на основі багатокомпонентних (четверні і більше) тв. розчинів, в яких брало при зміні складу в широких межах період решітки не змінюється. Виготовлення монокріст. Г. і гетероструктур стало можливим завдяки розвитку методів епітаксійного нарощування ПП кристалів (див. Епітаксії).
Г. використовуються в разл. ПП приладах: ПП лазерах, світловипромінювальних діодів, фотоелементах, оптронах і т.д.
На відміну від гетероперехода контакт двох областей з різними типами провідності або концентраціями легуючої домішки в одному і тому ж кристалі напівпровідника. Розрізняють p n-переходи, в яких брало одна з двох контактуючих областей легирована донорами, а інша акцепторами (див. ЕЛЕКТРОННО-доручених переходах), n + n-переходи (обидві області леговані донорной домішкою, але в разл. Ступеня) і p + p-переходи (обидві області леговані акцепторною домішкою).
Гетероперехід. Основні властивості і характеристики
Розробками даної проблеми займався видатний радянський вчений Ж.І.Алферов. У 1961р. він захистив кандидатську дисертацію, присвячену в основному розробці і дослідженню потужних германієвих і частково кремнієвих випрямлячів. Зауважимо, що в цих приладах, як і у всіх раніше створених напівпровідникових приладах, використовувалися унікальні фізичні властивості pn-переходу штучно створеного в напівпровідниковому монокристалі розподілу домішок, при якому в одній частині кристала носіями заряду є негативно заряджені електрони, а в іншій позитивно заряджені квазічастинки , дірки (латинські n і p якраз і означають negative і positive). Оскільки розрізняється лише тип провідності, а речовина одне і те ж, pn-перехід можна назвати гомопереходом.
Завдяки pn-перехід в кристалах вдалося здійснити інжекції електронів і дірок, а проста комбінація двох pn -переходів дозволила реалізувати монокристалічні підсилювачі з хорошими параметрами транзистори. Найбільшого поширення набули структури з одним pn-перехід (діоди і фотоелементи), двома pn-перехід (транзистори) і трьома pn-перехід (тиристори). Все подальший розвиток напівпровідникової електроніки йшло по шляху дослідження монокристалічних структур на основі германію, кремнію, напівпровідникових сполук типу АIIIBV (елементів III і V груп Періодичної системи Менделєєва). Поліпшення властивостей приладів йшло головним чином по шляху вдосконалення методів формування pn -переходів і використання нових матеріалів. Заміна германію кремнієм дозволила підняти робочу температуру приладів і створити високовольтні діоди і тиристори. Успіхи в технології отримання арсеніду галію та інших оптичних напівпровідників привели до створення напівпровідникових лазерів, високоефективних джерел світла і фотоелементів. Комбінації діодів і транзисторів на одній монокристаллической кремнієвій підкладці стали основою інтегральних схем, на яких базувалося розвиток електронно-обчислювальної техніки. Мініатюрні, а потім і мікроелектронні прилади, що створюються в основному на кристалічному кремнії, буквально змели електровакуумні лампи, дозволивши зменшити в сотні і тисячі разів розміри пристроїв. Досить згадати старі ЕОМ, які займали величезні приміщення, і їх сучасний еквівалент ноутбук комп'ютер, що нагадує маленький аташе-кейс, або дипломат, як його називають в Росії.
Один з висновків кандидатської дисертації був такий, що pn-перехід в гомогенному за складом напівпровіднику (гомоструктура) не може забезпечити оптимальні параметри багатьох приладів. Стало ясно, що подальший прогрес пов'язаний зі створенням pn-переходу на кордоні різних за хімічним складом напівпровідників (гетероструктурах).
Лазери на гомопереходах були неефективні через високі оптичних і електричних втрат. Порогові струми були дуже високі, а генерація здійснювалася тільки при низьких температурах.
Незабаром були сформульовані загальні принципи управлін