ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СОСТОЯНИЙ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ N-P ПЕРЕХОДА
Ключевые слова:
N-p переход, потенциал электрического поля, уравнение Пуассона, поверхностные состояния, электроны, дырки, кремнийАннотация
Структура и свойства полупроводниковых приборов в значительной степени зависят от
распределения внутреннего электрического поля, которое создается распределением ионизован-
ных примесей. Одним из способов контролируемого введения доноров, акцепторов является их
диффузия в объем полупроводника. Существование поверхностных электронных состояний в зоне
запрещенных энергий неконтролируемым образом влияет на распределение электрического поля в
поверхностной области. Целью исследования является анализ влияния поверхностных состояний
на распределение электрического поля в диффузионном n-p переходе. Задачи исследования.
1 – Разработать алгоритм численного решения уравнения Пуассона, учитывающий общую элек-
тронейтральность n-p перехода и плотность поверхностных состояний в эмиттере. 2 – Рассчи-
тать численно распределения электрического потенциала, напряжённости электрического поля,
концентрации электронов и дырок в диффузионном n-p переходе. 3 – Проанализировать влияние
поверхностных состояний на изменение внутреннего электрического поля и скорость поверхност-
ной рекомбинации неравновесных носителей заряда. В результате численно промоделировано
влияние поверхностных состояний на распределение электрического поля в диффузионном
n-p переходе в кремнии. Модель основана на численном решении уравнения Пуассона с граничными
условиями, включающими условие общей электронейтральности образца. Показано, что плот-
ность электронных состояний на поверхности эмиттера создает узкую область распределения
плотности электрического заряда. Максимальное значение модуля напряжённости электрическо-
го поля в этой области превышает аналогичное значение в n-p переходе в три раза и более. На-
пряжённость электрического поля, обусловленная поверхностным зарядом, направляет неоснов-
ные носители заряда к поверхности, что повышает эффективную скорость их рекомбинации.
Уменьшение плотности поверхностного заряда или изменение его знака является одной из задач
технологии полупроводниковых приборов.
