Portal guldu uz-ярим ўтказгичли Қ

3. ГЕТЕРОЎТИШЛАР ВА УЛАРНИНГ ХОССАЛАРИНИ
ЎРГАНИШ.
3.1. Гетероўтишлар тушунчаси
Иккита ҳар хил моддаларнинг бир-бирига туташуви (контактга
келтирилиши) га гетероўтишлар ( ГЎ) дейилади. ГЎ нинг ҳар хил турлари
мавжуд бўлиб, жумладан;
1. Иккита ҳар хил ярим ўтказгич асосидаги ГЎ. Мисол, GaAs ва Ge, GaP
ва Si, CdTe ва CdS ва бошқалар.
2. Металл ва ярим ўтказгич асосидаги ГЎ (Шоттки барьери мисолида).
Мисол, Au ва Si, Ge ва Ag ва бошқалар.
3. Металл ва ярим ўтказгич орасидаги омик контакт.
3.2. ГЕТЕРОЎТИШЛАРНИНГ ЭНЕРГЕТИК ДИАГРАММАСИ

---

63
Гетероўтишларнинг физик ва электрик хоссаларини ўрганиш ва уни
таҳлил қилиш уларнинг энергетик диаграммаларини тузиш асосида олиб
борилади. Шунинг учун қисқача GaAs-Ge гетероўтишининг энергетик
диаграммаси мисолида кўриб ўтамиз. Фараз қилайлик, берилган ярим
ўтказгичларнинг
ҳажмдаги 
хусусиятлари
ажралиш
чегарасигача
ўзгармайди ва чегара қисмида кескин бир материал хусусиятидан бошқа
материал хусусиятига ўзгаради. GaAs ва Ge материали учун ман қилинган
зоналар кенглиги (E
g
) 1,45 ва 0,7 эВ га тенг.
Чиқиш ишининг катталиги Ферми сатҳидан то вакуум сатҳигача
бажарилган иш миқдорига
тенг бўлгани учун ва Ферми сатҳининг
киришмалар концентрациясига боғликлиги сабабли, унинг ўрнига
электронга мойилликни олиш мақсадга мувофиқдир, яъни ўтказувчанлик
соҳаси чегарасидан вакуум сатҳигача бажарилиши керак бўлган иш
киришмалар энергиясига боғлик эмас. Жадвалда GaAs ва Ge ни
характерлайдиган энергетик диаграмма тузиш учун керак бўладиган
параметрлар келтирилган.
ПАРАМЕТРЛАР
GaAs
Ge
Электронга мойиллик, χ ва ман
қилинган зона кенглиги, E
g
, (эВ)
4,07,
1,45
4,13,
0,7
Компенсация
қилинмаган донорлар
концентрацияси,N
d
-N
a
, см
-3
10
16
Компенсация қилинмаган акцепторлар
концентрацияси, N
a
-N
d
, см
-3
3 10
16
E
c
-E
f
қ δ
GaAs
, эВ
0,1
E
f
-E
v
қ δ
GaAs,
эВ
0,14
Панжара доимийлиги, α, А
о
5,654
5,658
Нисбий диэлектрик киритувчанлик, ε
11,5
16
Электроннинг E
fp
сатҳдаги энергияси унинг
E
fn
сатҳдаги
энергиясидан кам, шунинг учун Ферми сатҳлари тенглашуви учун (
материаллар контактга келтирилган ҳол) бир қисм электронлар GaAs дан
Ge га ўтади. Бундай ҳаракат (кучиш) чегаравий қисмда арсенид галлийда

---

64
E
c
сатҳининг юқорига қайрилишига олиб келади. Яъни 23-расмдаги V
dn
ва
V
dp
узилишлар ҳосил бўлади. Ферми сатҳининг силжиши
E
fp
– E
fn
қ (χ
Ge қ
E
g(Ge)
– δ
Ge
) – (χ
GaAs
қδ
GaAs
) қ V
dn
қ V
dp
(7)
ва бу миқдор 0,52 эВ га тенг бўлади. Гомоўтишдаги каби, чегара яқинида
χ
n
ва χ
p
қалинликларда зарядга камбағаллашган ҳудудлар мавжуд бўлиб,
заряд сақланиш қонунига асосан
Χ
n
ва χ
p
қ N
a
/N
d
(8)
сақланиши керак. Пуассон тенгламасига асосан
V
Dn
қ N
D
χ
n
2
/2ε
GaAs
ва V
Dp
қ N
A
χ
p
2
/2ε
Ge
(9) ,
бу тенгламадан
V
Dn
/V
Dp
қ N
A
ε
Ge
/N
D
ε
GaAs
(10)
келиб чиқади. Бизнинг ҳол учун бу нисбат 4:1 муносабатдадир. Шунинг
учун, бу нисбат 0,42 эВ ва 0,10 эВ га тенгдир. Бу кўрилган мулоҳазалардан
қуйидаги энергетик диаграммани чизиш мумкин (23-Расм).
Оддий геометрик мулоҳазалар асосида ∆E
c
узилиш учун қуйидаги
тенгликни келтириш мумкин.
∆E
c
қ δ
GaAs
қ V
Dn
– (E
g(Ge)
– δ
Ge
) қ V
Dp
(11)
ва (1) тенгламани ҳисобга олиб
∆E
c
қ χ
Ge
– χ
GaAs
(12)
ҳосил бўлади.
Валент соҳадаги энергетик узилиш учун эса қуйидаги тенгликни
келтириш мумкин.
∆E
V
қ ( E
g(GaAs)
– E
g(Ge)
) – (χ
Ge
- χ
GaAs
) (13)
ва (12)→(13) натижасида
∆E
c
қ∆E
V
қ E
g(GaAs)
– E
g(Ge)
(14)
ҳосил бўлади. Худди шундай мулоҳаза асосида бошқа гетерожуфтликлар
учун ҳам энергетик диаграммаларни тузиш мумкин. Бу диаграммалар
ажралиш чегарасида заряд бўлмаган ҳол учун тўғри бўлади.

---

65